细胞的死亡（cell death）：坏死（necrosis）和凋亡（apoptosis）

任何生命都有终结，细胞死亡（cell death）与细胞生长、分化、增殖一样，都是细胞生命活动的正常组成部分。引起细胞死亡的因素很多，但不外乎内因和外因两种。内因通常是指由于衰老所导致的自然死亡，而外因则指外界环境的各种因子超过了细胞所承受的强度及阈值，对细胞造成的损害。根据细胞死亡的模式不同，可分为坏死（necrosis）和凋亡（apoptosis）两种类型。
一、细胞死亡概念的发展
近二十年来，在细胞死亡领域的知识发展很快，在这迅猛的发展过程中，一系列的如“凋亡”等的新名词相继出现。而诸如“坏死”之类的早已存在的概念又被赋予了新的含义。尤其是细胞死亡的两种重要模式“坏死”与“凋亡”，被普遍认为是极易被混淆的两个基本 生物 学概念。
远在1858年的时候， 由于组织学染色的方法没有采用，人们对细胞死亡的了解限于一个粗略的水平，只能从宏观上将它们称为“退化、软化、坏死以及坏疽”等等，主要的根据往往是依靠它们的外在表现。曾有学者使用“坏死”这个概念描述组织的解体，也就是我们现在通常说的“坏疽”。可以这样理解，若“坏疽”部分不同程度地保持原有的外在形态就称之为“坏死”。从不严格的角度来说，坏疽与坏死两者之间并没有太大的区别。除此之外，还有些学者提出诸如“脑软化”（ brain softening），“脂肪变性”（fatty degeneration）等概念，以适应不同的细胞死亡情况。但从总的特点来讲，它们都意味细胞死亡后细胞的核溶解，核固缩以及核碎裂，伴随着细胞结构的缺失及破坏。通过电镜，我们可以看到在死亡了的细胞的胞质中线粒体往往发生肿胀，形成大小不等的囊泡，线粒体嵴发生断裂直至完全消失。细胞质可以失水，细胞体积缩小；或也可能因为细胞间质中水分的渗入，整个细胞反而膨大，以至于整个细胞轮廓不清。然而在1972年，Kerr等发现并描述了与上述形态学改变不同的细胞死亡现象。当时，Kerr等通过结扎大鼠的门静脉的一根大分支诱导肝脏萎缩，结果发现肝脏细胞通过一系列的变化零散地减少，就如同秋天时的树叶，起初他们管这种现象叫“收缩性坏死”，次年改称为“凋亡”， “凋亡”的英文原意便是来自希腊语的“树叶落下”。可惜在这以后的相当长时间里，这个具有十分重要 生物 意义的现象一直没有引起人们足够的重视。直至80年代以来，随着生物学、遗传学、分子生物学等的发展，人们逐步发现细胞凋亡与原来普遍意义的坏死具有很大的差别，它是一个主动的、程序化的固有过程，具有广泛而又重要的生理学意义。至此，人们对细胞死亡的理解又进入了一个广阔的新领域。
二、细胞凋亡的特征
在细胞凋亡一词出现之前，胚胎学家已观察到动物发育过程中存在着细胞程序性死亡（programmed cell death，PCD）现象，近年来PCD和细胞凋亡常被作为同义词使用，但两者实质上是有差异的。首先，PCD是一个功能性概念，描述在一个多细胞生物体中，某些细胞的死亡是个体发育中一个预定的，并受到严格控制的正常组成部分（提出这一系列观点的S Brenner，HR Horvitz和JE Sulston获得了2002年诺贝尔医学奖，图12-2），而凋亡是一个形态学概念，指与细胞坏死不同的受到基因控制的细胞死亡形式；其次，PCD的最终结果是细胞凋亡，但细胞凋亡并非都是程序化的。


图12-2  S Brenner，HR Horvitz和JE Sulston