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1、第五章 衰老生物学,第一节 人的生理衰老第二节 衰老的理论和假说第三节 人体各个系统的衰老与常见病,第五章 衰老生物学,第一节 人的生理衰老,一、衰老的科学含义二、衰老的特征三、衰老的标志,一、衰老的科学含义,衰老是人类在生命过程中整个机体的形态、结构和生理功能逐渐衰退现象的总称。这是机体生命过程的自然规律。对于人类而言，导致生理学改变和整个行为衰退的分子变化也许发生得更早，但是如果没有非常灵敏的技术，这种改变是无法测出的。,衰老是一种很复杂的过程，有人对同一批志愿受检者所进行的随年龄增长各种功能状况的纵向研究表明，不同功能以不同的速度发生衰退。例如：肺活量的衰老速度快，而基础代谢率的衰老速度
2、就慢些。这一的研究是以30岁的男性志愿受检者进行的，因此不确定自30岁开始衰退的这些功能是否在30岁前的更早年龄就开始衰退了。另外这一研究所测定的是生理功能，因而只能反映细胞器官活动的总的变化。,（1）普遍性。衰老是在同种生物中所有处于老龄过程的个体中都普遍发生的现象。例如，老年人脱发，不论男性女性，都会随着年龄增加而普遍发生这种现象。（2）内因性。衰老是发生于生物内部的一个过程，就是说它是一种自然的过程，而不是由外部因素如受到辐射所引起的一种过程。（3）进行性。衰老的开始或出现是随着年龄的增长逐渐发展的一系列变化过程，而不是突然而来的。例如，动脉粥样硬化和纤维斑块在大血管内膜沉积是随增龄而逐
3、渐发展的衰老现象；而冠状动脉阻塞则不然，虽然它在一定年龄以上发生率较高，但它不是随年龄而增长的，所以不属于衰老现象。,二、衰老的特征,（4）有害性。衰老导致对生物有害的效果，会使人体在机能和动作等方面衰退。（5）单向性。衰老过程是单向性的，衰老的结果是朝着退化的方向发展，而不可能为正常的身体进程所逆转。,生理性衰老,定义：随着年龄的自然增长，人类体的生理功能和形态学方面出现一系列具有上述特征（普遍性、内因性、进行性、有害性、单向性）的退行性变化，对内外环境适应能力逐渐减弱，直至生命活动终止，这被称为生理性衰老。,生理性衰老的表现,1、人体结构成分的衰老变化。例如：水分减少，脂肪增多。正常成年男
4、子全水含水量约为体重的60%，女子约为50%。60岁以上的男性和女性老年人全身含水量分别为51.5%及42%45.5%。随年龄增加新陈代谢逐渐减慢、耗热量降低，摄入热量常高于消耗热量，多于的热量即转化为脂肪，使脂肪组织的比例逐渐增加而趋于肥胖。,2、细胞数减少，器官及体重减轻。老年人细胞萎缩、死亡及水分减少等原因致使人体各器官重量及体重减轻；因骨质疏松、脊柱和下肢弯曲等原因，老年人的身高常略有下降。有些老年人因食入多而消耗少，多余的热量转化为脂肪，体内脂肪大量积聚而发胖，亦可使体重增加。,3、器官的功能下降人体各器官的生理功能均随增龄而下降，这主要表现在各器官的储备能力、适应能力降低和抵抗能力
5、减退。,病理性衰老：,定义：由于一些内因和外因使人体与外在环境之间失去平衡，引起人体发病理性变化，促使生理性衰退现象提前发生而缩短人的寿命。实际上，在老年人中我们也很难严格地区分出生理性衰老和病理性衰老。早衰：是指生命再生长与发展过程中，种种不利因素的不良因素，致使人体的结构与功能发生不良的变化或疾病，机体提早出现衰老变化，生命中途夭折的现象。,三、衰老的标志,日历年龄：一个人从出生后按日历计算其年龄。生理年龄：是指一定时期的生理发展水平所达到的年龄。通常按日历年龄的大小来衡量一个人是处于儿童期、青少年期、中年期或老年期，日常生活中诸如入学、参军、婚姻、离退休等也是按照日历年龄依法办事。但个体
6、差异大，如果仅用日历年龄作为衰老的标志，是不准确的，因为我们不难发现一个60岁的人可以像40岁的那么充满活力，一个40岁的人却可能像70岁那样暮气沉沉，未老先衰。,衰老的生物学标志就是在衰老过程中某种群内一定日历年龄的个体普遍表现出的与年龄相关的形态、生理、生化等方面的特征，亦即该年龄所特有的衰老变化。到目前为止，学者们还没有确切地建立起衰老的一系列生物学标志，能否建立最理想的生物学标志，归根结底有赖于通过对衰老机理的基础研究，真正了解衰老的原因和机理。,三、衰老的标志,第二节 衰老的理论和假说,一、遗传程序说二、随机性损伤说三、细胞与分子水平的衰老,遗传程序说认为衰老主要决定于机体的遗传特性
7、，人与生物体的出生、生长发育、成熟、衰老和死亡都是按照预先已经安排好了的遗传程序展开的结果。即机体即使在没有外界因素（如天灾人祸、感染、疾病等）干扰的情况下，由于机体细胞内遗传程序的内在变化，最终也必然衰老和死亡,一、遗传程序说,（一）衰老基因假说,这种假说认为衰老是既定的遗传程序以时间为函数展开到最后的必然结果。这种假说身体内的每一个细胞都带有一份“自我摧毁”计划，在性成熟后的一定时期内就主动的进行自我摧毁。,（二）修饰基因假说,梅达沃在1952年提出了修饰基因(modified genes)假说，推想动物在未达到成熟以前，修饰基因可以抑制对染色体的任何有害作用。以后随着年龄的增长，修饰基
8、因的抑制作用逐渐丧失，因而机体也就日渐衰老。1969年，古特瑞补充了这种修饰基因理论，认为不同年龄的动物对生殖所需要的能量不一样，机体越老需要的能量越大。因而到了一定的年龄，能量不足的矛盾就出现了，机体从此失去了生殖能力，逐渐衰老。,（三）密码限制学说,1971年斯特雷勒提出，机体在发育的不同阶段，调控蛋白质合成的一个重要途径是各种基因编码同样的氨基酸所用的密码不同。如果在早期发育的不同阶段，密码的使用发生了改变或其数目有限，那某些必需基因产物的减少会导致衰老的发生。,（四）重复基因利用枯竭假说,该假说认为在各种体细胞中，DNA分子中所含的遗传信息在一生中大约只有4在发挥作用，另外大部分基因则
9、处于关闭状态。如果某个基因受到损害，不能发挥作用，就由重复的基因来执行任务，等到重复基因也由于受损而不能发挥作用时，人体就会衰老。,（五）DNA分子修复能力下降说,DNA分子的修复能力可以防止基因组受到偶然损伤并使基因组保持准确的信息作用。有人认为DNA分子修复能力下降，致使损伤的DNA积累，进而引起基因及其表达异常，最终导致衰老。,随机性损伤说更强调环境因素的影响，认为衰老是由机体外部和内部各种不利的环境因素引起细胞、组织和器官的随机性损伤或生物大分子信息误差的积累所致。这些损伤或误差的进行性和累积性毁坏的结果使细胞和器官的正常功能不能发挥、机体本身的修复机制失灵，导致机体的生理功能下降、激
10、素水平变化、免疫系统功能减弱，因而逐渐衰老、病痛和死亡。,二、随机性损伤说,1消耗学说这种学说认为人体和机器类似，超出规定使用的时间，零件就会损耗殆尽。生物体内虽然有自然修复、再生和各种新陈代谢活动，但随着时间的进展，消耗的比例越来越大，最后终将会出现衰老与死亡。2生活速度学说许多学者在多种哺乳动物的代谢率与寿命关系的研究结果基础上提出了生活速度学说。他们认为生活速度亦可看成代谢速度，代谢速度快的生物寿命短，代谢速度慢的生物寿命长。,二、随机性损伤说,二、随机性损伤说,3、内分泌学说 内分泌系统所分泌的激素与人体的生长、发育和生理功能有着密切关系，各种内分泌腺体随着年龄增加而发生退化性改变，激
11、素受体的数量也随年龄增长而减少。机体内分泌功能失调的结果是使机体内环境混乱，最终导致生物体的衰老和死亡。4、大脑衰退学说 该研究表明，随着年龄的增长，人类大脑的容积和质量也渐趋减少，脑神经细胞也逐渐减少，从而使剩余的脑神经细胞的负担渐渐加重，终至功能衰退、机体衰老。,三、细胞与分子水平的衰老,相关定义：细胞：是组成人体的基本结构单位和生命活动的基本功能单位。组织：由形态和功能相似的细胞集合的细胞群和细胞间质共同组成一个细胞集体，即称为组织。器官：由各种不同组织结合成一定形态结构以完成某一特定的生理功能的结构单位成为器官，如心、肺、胃、肝等系统：不同器官密切协同以完成某一功能即为系统，如呼吸系统
12、、消化系统、循环系统等。,随着年龄的增长，人体内各器官及组织细胞的结构与功能出现退行性变化，这必然导致整体水平构成成分的衰老变化和生理功能的下降，结果使老年人出现如下机能变化特征。第一，储备力下降。第二，适应力降低。第三，反应迟钝，活动能力下降。,四、组织器官与整体水平的衰老,第三节 人体各个系统的衰老与常见病,一、皮肤及其附属物二、肌肉与骨骼系统三、心血管系统四、消化系统五、呼吸系统六、泌尿系统七、内分泌系统及生殖系统八、免疫系统九、神经系统十、感觉器官,1衰老变化随着年龄的增长，老年人外表看起来最显著的变化是由于皮下脂肪萎缩、弹性组织减少和接近皮肤表面毛细血管停止发挥作用，皮肤开始松垂及出
13、现皱纹，皮肤的红润丧失而变苍白，皮脂腺萎缩而使皮肤和毛发失去光泽、易裂，细胞和汗腺数目的减少致使皮肤干燥易痒，排汗能力不能自如而易于中暑或热衰竭。老年人皮肤毛细血管减少和变性，供血减少，易生褥疮。老年人皮肤出现一种明显的老化标志，即出现在颜面、手背等处的老年斑，这是皮肤黑色素细胞的产物，同皮肤色素代偿性增生和紫外线照射有关，老年斑出现率及其数量与年龄成正相关，而与性别无关。脱发、指甲变脆变薄,一、皮肤及其附属物,2由衰老变化引起的常见病老年人特有的皮肤病有老年性色素斑、老年性白斑、老年性脱发、老年疣和老年性血管瘤等，我国最常见的老年皮肤病有老年性皮肤瘙痒、湿疹、神经性皮炎、癣病等。1）、老年性
14、皮肤瘙痒。老年人皮肤萎缩退化，皮脂腺、汗腺分泌减少、角质层含水量减少，因而皮肤干燥而引起瘙痒。冬季气温干燥、室内温度过高，皮肤水分会失去更多，皮肤进一步干燥，所以冬季更容易发生瘙痒。2）、湿疹。老年人往往急性湿疹减少，慢性湿疹增多。主要特征是剧烈瘙痒、多形性皮损，有渗出倾向，反复发作，病程时间长。,1衰老变化随着年龄增长，肌细胞水分逐渐减少，肌纤维的弹性、兴奋性和传导性减弱，肌肉收缩的持续时间、幅度和频率都减低，反映出全身活力降低。肌细胞逐渐丧失，肌腱韧带萎缩且僵硬，肌肉逐渐变得松弛无力。组成关节的各种结构随增龄也出现各种变化，以软骨的改变最为明显。软骨的硬度、脆性和不透明度增加，关节软骨面不
15、光滑，容易发生钙化和骨质增生，导致老年人的颈椎、腰椎和四肢骨关节发生骨质增生性炎症。脊柱中的脊椎骨和椎间盘软骨在大小和强度上都有所减少，以致萎陷，老年人身高也随之变矮。随着年龄的增大，牙齿的疾病也增多，甚至脱落。,二、肌肉与骨骼系统,2由衰老变化引起的常见病（1）骨质疏松症。（2）老年性骨折。（3）颈椎病与腰椎病。（4）骨关节病。,三、心血管系统,心脏和血管一起形成一个封闭式的管道系统。心脏是一个肌性泵，通过一套精密的循环系统使循环血液带入人体所需要的氧气和营养物质送到全身各细胞组织，同时运走机体的机械代谢产物，使机体内环境保持相对稳定，维持生命的正常功能。,1衰老变化 随着年龄增长，心脏会产
16、生错综复杂的相关性变化，如心肌肥厚（主要是左心室肥厚）、结缔组织增生、类脂质沉着。心肌中特殊兴奋传导系统会发生改变（主要是窦房结起搏数目减少），所以，老年人产生病态窦房综合征的机会增多。,三、心血管系统,2由衰老变化引起的常见病（1）心律失常和传导阻滞。（2）老年性高血压病。（3）冠心病。（4）脑血管病。,四、消化系统,消化系统包括消化道（口腔、食管、胃、小肠、大肠）和消化腺（唾液腺、胃腺、肠腺、胰腺和肝脏等）。,1衰老变化 随着年龄增长，口腔内牙齿渐渐脱落，残留的牙齿、牙釉质磨损，颜色发黄无光泽，牙龈逐渐萎缩，牙根显露等，这些衰老变化使老年人咀嚼困难，妨碍食物的消化吸收。消化不良排便困难、便
17、秘、大便失禁,四、消化系统,2由衰老变化引起的常见病（1）返流性食管炎。（2）慢性胃炎。（3）消化性溃疡。（4）便秘。,五、呼吸系统,人体中专门行使与外环境之间交换气体功能的系统，被称为呼吸系统，包括上呼吸道、下呼吸道、肺脏、胸廓和呼吸机。,1衰老变化呼吸系统是人体功能衰退出现得最早的系统，随着年龄增长，呼吸系统各组成部分的衰老变化比较明显，例如鼻咽部的气流线向上凸起，使气流通过的阻力增加，鼻咽部黏膜退行性萎缩。呼吸道防御能力降低，易于感染患老年性支气管炎。,五、呼吸系统,2由衰老变化引起的常见病（1）慢性支气管炎和肺气肿。（2）慢性肺原性心脏病。（3）肺炎。,六、泌尿系统,泌尿系统由肾脏、输
18、尿管、膀胱、尿道构成，它是排出代谢的最终废物和机体多余物质的主要器官，泌尿系统代谢功能正常是维持机体内环境稳定的基本保证。,1衰老变化肾脏的结构和功能随着增龄发生了不同程度的退行性变化，导致肾脏功能明显衰退。但因肾脏的代偿功能和储备能力都很强，因此在一般情况下仍能维持正常生理活动，不会引起明显病状，如果伴有其他改变，如肾脏缺血或并发其他疾病等导致肾脏负荷加重，肾功能就会出现异常。,六、泌尿系统,2由于衰老变化引起的常见病（1）老年人水和电解质紊乱。（2）老年人原发性肾小球疾病。（3）泌尿系统感染。（4）急性肾衰竭（5）高血压肾脏病（6）老年人药物性肾损害,七、内分泌系统及生殖系统,内分泌系统由
19、分泌激素的内分泌腺体和分散于全身各处的内分泌细胞组成。机体的正常生长发育、生殖能力、全身的代谢和内环境稳定的控制都与,1衰老变化随着年龄增长，各种内分泌腺体的重量有不同程度的减轻，组织学方面有不同程度的退行性变化。肾上腺重量逐渐减轻；胰腺中胰岛细胞减少，对葡萄糖刺激的应答能力降低；睾丸的曲细精管间质细胞减少，生精能力逐步下降；卵巢萎缩等。,七、内分泌系统及生殖系统,2由于衰老变化而引起的常见病（1）糖尿病。（2）男性老年人性功能障碍。（3）前列腺增生。（4）子宫颈癌。,1衰老变化 随着年龄增加，免疫系统也趋于衰老。在免疫器官中，胸腺的衰老最为明显。衰老的免疫系统对自体成分的反应性却异常增高，这
20、些衰老变化使老年人对外来抗原的免疫功能下降，对突变抗原监视功能减弱，而对自身抗原产生高反应性，这就导致老年人易患感染性传染病、肿瘤、自身免疫性疾病以及免疫缺损症等疾病。2由衰老变化引起的常见病（1）感染性疾病。（2）肿瘤。（3）自身免疫性疾病。,八、免疫系统,1衰老变化随着年龄增长，神经系统的结构与功能的变化是相当明显的，40岁以后脑细胞数量明显减少，每天大约要丧失数以千计的神经细胞，到80岁时，神经细胞数减少约25，成人脑神经细胞不能再分裂增殖，丧失后得不到补充，致使脑体积缩小，重量减轻。2由衰老变化而引起的常见病（1）脑血管病。（2）帕金森（Parkinson）症。（3）老年期痴呆综合征。
21、,九、神经系统,1听觉随着年龄增加，组成耳蜗的毛细胞减少、萎缩、变性，鼓膜变薄及混浊逐渐加重，耳蜗神经节变性，听神经纤维数目减少，听觉皮层神经细胞数量也减少，听神经功能减退，致使老年人听力逐渐减退，语言辨别能力有障碍。2视觉视觉功能的完成需要眼球、视觉传导通路、有关的神经核团和大脑皮质视觉中枢等部位参与。3味觉 4嗅觉 5躯体感觉,十、感觉器官,1衰老是人类在生命过程中整个机体的形态、结构和生理功能逐渐衰退现象的总称。衰老具有普遍性、内因性、进行性、有害性和单向性五个特征。2人体随着年龄的自然增长，机体的生理机能和形态学方面出现一系列具有上述特征的退行性变化，对内外环境适应能力逐渐减退，直至生
22、命活动终止，这被称为生理性衰老。一些内因和外因使人体与外在环境之间失去平衡，引起人体发生病理性变化，促使生理性衰退现象提前发生而缩短人的寿命，这种衰老被称为病理性衰老。3衰老学说总的来讲可以归纳为两大类：遗传程序说和随机性损伤说。遗传程序说主要有衰老基因假说、修饰基因假说、密码限制学说、重复基因利用枯竭假说、DNA分子修复能力下降说、端粒缩短说等；随机性损伤说主要有消耗学说、生活速度学说、内分泌学说、大脑衰退学说、体细胞突变学说、细胞代谢失调学说、自由基学说、差错灾难学说、交联学说、生物膜损伤学说等。,本章要点,生理性衰老病理性衰老,基本概念,1 衰老的生物学标志是什么？研究衰老的生物学标志有何意义？2由衰老引发的常见病主要有哪些？,复习思考题,
