死亡起源（十三）—— 細胞的主動自殺（凋亡）

簡介：這篇文章的話題雖然是死亡， 但是， 這篇文章真正要討論的， 卻是「永生」， 或者， 是某種程度上的"永生」。

本文於2016年3月開始，連載於西西河論壇，到目前更新到了第十九節《自我意識，究竟是什麼》。我自己簡單統計了一下， 到目前為止， 在西西河這個小眾的網站，點擊超過42萬，全系列得「花」（西西河的獎勵措施，相當於點贊）超過2400，因為西西河是個國外的小眾論壇，有時候也會被牆，我覺得有必要我將此文連載轉發到知乎上，以供大家討論。附本文在西西河的連接：【原創】死亡起源 The Origin of Death -- 西西河。

續上，死亡起源（十二）—— 壽命調節中的反饋機制

這篇文章我一直希望用一種科普的手法來寫，只是生命中的許多機制實在太複雜，很難用簡單的文字來描述。我知道，如果各位看官有耐心看到這裡，就會發現，這篇文章的某些部分已經開始變得有些象教科書一般的枯燥了，呵呵。不過，這篇文章中最枯燥的部分已經快過去了，下面稍微複雜一些的，是細胞的自殺（凋亡），不過，如果看過前面部分關於「受體」和「激素」的介紹以後，其實也不難理解。細胞作為我們生命中的基本單位，它們的主動自殺行為，也是本文不可繞過的部分。

3.2.6 細胞的主動自殺 ——凋亡（apoptosis)

細胞作為我們生命的一個基本單位，其實有點像一個計算機程序設計中被封裝的「對象」（Object)。我們本就是從單細胞生物演化過來的，所以，這個基本單元在億萬年的演化過程中，早已演化出了它自己的一套非常獨立而且被封裝的機制。和計算機程序中被封裝的各種「對象」或者"函數」一樣，它也擁有「應用程序介面」，可以接受各種「輸入參數」和「輸入信號」，並對這些信號做出各種反應。它自身內部也有自己的一套獨立的控制程序，有自己獨立的生命控制循環。細胞各種複雜行為當中，和我們相關的話題是：它在 「永生」的同時，也是在不斷的「自殺」（凋亡）的。而且，相比起細胞壞死，細胞的凋亡，是更常見的細胞死亡形式。

細胞也是會死亡的。細胞的死亡分為兩種：1.細胞壞死（Necrosis）；2.凋亡（apoptosis）。

細胞壞死（Necrosis）指的是細胞或活體組織因為非正常原因造成的永久性死亡。這通常是指因外在因素造成非正常、病理性的細胞死亡，它會造成疾病，甚至個體死亡。

相對於細胞壞死，我們體內更常見的細胞死亡方式是「細胞的凋亡」（apoptosis），這是一種細胞主動的程序化自殺行為（programmed cell death）。而且，和細胞壞死不同的是，細胞的凋亡，不會引發機體的「炎症反應」。（註：「炎症反應「（Inflammation）是指我們的免疫系統中的「先天免疫系統」為移除有害刺激或病源體及促進修復的保護措施，並非如「後天免疫系統」般，是針對特定病源體。關於「炎症反應」，我們在討論癌症的時候，還會提到。）

細胞的凋亡分為「內源性凋亡」和「外源性凋亡」。簡單的說起來，細胞就像是一個計算機程序中被封裝的「對象」，當它接受到外界通知它死亡的信號的時候，它通過一系列複雜的級聯反應，自己將自己破壞，導致死亡。同時，作為一個封裝對象，它內部也有一套自殺程序。當它感應到自身內部出現了一些問題的時候（比如DNA遭到破壞），也可能觸發它啟動它的自殺程序，導致它的死亡。它最後會分裂成許多個被細胞膜包裹的「凋亡小體」（apoptotic bodies），然後被巨噬細胞吞噬。由於整個過程中，細胞器（organelle）等細胞內容物並沒有泄漏溢出，所以細胞的凋亡不會引發炎症反應。（註：細胞遭到破壞後，內容物溢出會刺激免疫系統中的「先天免疫系統」，產生紅腫等炎症反應）

關於細胞凋亡，稍微詳細一些的過程是這樣的：

1. 外源途徑：我們前面已經討論過了，細胞表面是有許多「受體」（Receptor) 的，這些受體的作用，就是用來和「配體」（ligand）結合，接受外部給它的信號的。這個配體可以是可以是任何的小分子或離子甚至是蛋白質。這和計算機程序中，各種「封裝對象」的參數及其輸入方式是一模一樣的。細胞的眾多受體中，有些受體是所謂的「死亡受體」（death receptors），它們用來接收的，便是「死亡信號」。如下圖所示，細胞表面上的FAS，TNF-R1，TRAIL-R1等等，都是「死亡受體」或者 「腫瘤壞死因子受體」，它們與配體結合，可以對細胞產生死亡激勵信號，激活細胞內部的「凋亡蛋白酶」（Caspase）等等，再通過一系列的級聯反應，最後導致細胞的凋亡。

2. 內源途徑（也叫線粒體途徑）：細胞作為一個獨立的封裝對象，除了接受外部信號外，它也可以感知自己本身出現的問題。比如當它的DNA受到損傷時，這套自殺機制也可能會被激發。它通過一系列程序，改變線粒體內外膜的通透性，使得線粒體內部的一些內容物（如細胞色素C等等）釋放到細胞質中，然後這些物質也會激活「凋亡蛋白酶」，再通過一系列的級聯反應，最後導致細胞的凋亡。大體就是這麼個過程。

圖55. 細胞主動自殺（凋亡）的兩種信號通道。（1）外源途徑，圖中可以看見細胞膜上面的諸如FAS，TNF-R1，TRAIL-R1等等受體，這些受體是所謂的「死亡受體」或者「腫瘤壞死因子受體」，當它們接受到「死亡信號」，也就是那些小分子的「配體」（圖中的FAS L, TNF, TRAIL等等）信號，會激活凋亡蛋白，導致細胞的凋亡。（2）內源途徑，通常由線粒體觸發，也會激活凋亡蛋白，導致細胞凋亡。

圖56. 組織中細胞凋亡過程示意。其實細胞的凋亡，未必是因為不健康，有些時候，僅僅是結構或者功能的需要，我們的機體也會誘導我們組織的某些細胞凋亡，特別在胚胎髮育過程中，這種被誘導的細胞凋亡非常普遍。比如：胚胎髮育中，眼睛的玻璃體和晶狀體的細胞凋亡，是實現眼睛對光線的通透的重要的一步。 圖片來自維基百科

花上這麼一小段篇幅介紹細胞的凋亡，主要是為了方便後面的討論。總之，我們知道了，我們的細胞是浸泡在一個信號的海洋裡面的，諸多信號中，有一類信號是「死亡信號」，我們的細胞可以接收「死亡信號」，並在「死亡信號」的通知下，主動自殺死亡。有這麼個概念就足夠了。

同時，相信大家都應該知道，我們體內的細胞是一直在死亡，一直在更新的，只是，我們體內的細胞的死亡，主要是因為細胞的主動自殺，而不僅僅是所謂的細胞的「老死」。

關於細胞的凋亡機制實際上非常複雜，同樣也存在著許多未了機制，不過，我們暫時把細胞當作一個可以接受信號和參數的，和計算機程序設計中類似的，被封裝的「對象」來看，也就夠了………

待續..........請點擊： 死亡起源（十四）—— 衰老溯源和衰老故障