一个正常运转的细胞为什么会进行凋亡?

细胞老化又是什么原理?

没有能量供应(缺氧)细胞为什么就会被破坏?是微生物细菌惹的祸,还是自身的原因。


生命低熵,环境高熵。自然状态下低熵体有转化为高熵体的趋势。为了生存,生物需要逆天而行保住自身的低熵状态,这需要以消耗能量为代价,相当于做功。


会。


是呀。

因为细胞是生命,而自然界第一个(批)生物体是从非生物界当中分化并成长出的异类。

大环境是非生物界。

大环境,由于物质分布不平衡,总是会发生物质和能量流动的,这是非生物界常态。流动使物质分布趋于平衡——随著磨擦和转为热辐射,能量耗散范围越来越大,平衡越彻底,物质和能量的流动强度越来越低,低到广度不超过一个细胞,强度不足以维持广度为一个细胞范围的生命活动,这就是宇宙热寂的到来,即熵达到最大值。反之,不平衡度越甚,宇宙会进入大坍缩,之后怎样我就不知道了,可能是不均匀的周期震荡也说不定。有各种互相竞争的宇宙状态的理论供你参考。这里只讨论熵值增加的大环境下细胞的命运。

细胞在非生物界这个大环境当中生存会怎么样呢?

细胞,要和周围环境发生能量和物质交换,才能匹配和维持内部细胞器的生命活动。否则一个和周围环境不发生能量和物质交换的细胞,那这个「细胞」……在物理学上是个保守系统——它不是个开放系统。什么意思呢?它就是僵死的。

活细胞是有序的开放系统,特点是功能相对稳定,内部物质能量流动有序,有选择地和外界交换物质(如果不是有选择地,来者不拒,这和非生物物质的自由扩散就没什么两样,就是无序,无论我们因此死还是不死,我们和非生命也没什么区别。就算不是如此,目前的生命和非生命之间也并没有极其严格的界限)。

细胞这种特殊的结构和选择功能是从物质的无序状态通过随机涨落自发堆累起来的——毫无神秘可言。堆累的动力源就是低熵大环境。大环境中负熵流向生命开始形成的系统,此系统越来越有序。从无序(随机排列组合)到有序(形成结构),从有序到长程有序(复杂稳定结构),有序程度越来越稳定和复杂,直到生命史上最初的生命结构诞生——在低熵大环境下,物质被推动著从无序到有序到生命——竟然走了这么远!(这只是我根据达尔文的点滴积累的选择淘汰原理形成的演绎结论,虽然暂时找不到事实上的有力证据支持)。具体就是从无机物到有机物,从有机物分化出氨基酸,氨基酸聚合形成蛋白质,各种蛋白质结合并通过富余化学键很容易「抓住」一些分子胶体在周围形成隔离膜带,让该系统独立于环境。

这一时期,隔离膜带不甚坚固和完美,加环境冲击较大,蛋白质或氨基酸之间的化学键经常性断裂,分散到环境中,分散体再去结合其它蛋白质或有机酸,重新结合成独立系统,这是最原始的系统复制。

而进一步发生的系统聚合和进化导致内部区域扩大,分化出不同功能区,出现有序的物质流动,细胞诞生了!而系统复制也完善到细胞复制,这大大加速了生命进化蔓延的速度。

但是,环境总是有高于临界能量的粒子撞击和辐射,并且生命也不总是待在低熵环境中。这会耗尽维持细胞分裂的核心细胞器功能——比如端粒体,使得细胞不能再分裂,生命生长停止,开始走向下坡路……。于细胞,则会耗尽细胞结构的强度——各种组成细胞结构的化学键一一逐一发生断裂,同时,因环境物质的无序和强度弱化(由耗散引起)而无法提供足够强度的有序的物质和动力源,细胞积累起来的修复功能因而减弱和丧失,最终细胞解体,生命现象随之消失。

简单说来,就是无序(高熵)世界中通过概率途径天然选出高度复杂的有序(低熵)系统,造成新奇的生命现象,系统的有序性又被浩大的无序世界所消耗,重新回到无序世界。在生命形成过程在低熵环境加持下,就更容易发生,并且走的更远。

所以我们从哪里来,又回到哪里去。


首先先说一下第一个问题。细胞凋亡,又称为细胞的程序性死亡,顾名思义,是由基因控制的细胞的死亡。简单来讲,我们都知道细胞中有溶酶体及过氧化氢酶体这种囊泡类的细胞器的存在,他们中存在一些氧化酶和水解酶,而囊泡上有一些识别用的蛋白质。当一个细胞,它的存在与个体整体的发展矛盾的时候,例如被病毒侵染的细胞,和我们人胎儿在子宫里时,手上有蹼的时候,这些细胞的存在或威胁,或拖慢了个体发展,总的来看,这些细胞就「需要」死亡了,我们身体里一些机制会通过一些信使,进一步激活这些细胞内的凋亡基因,使他们当中的水解酶和氧化酶释放出来,从而从内部水解细胞,这就是一般意义上的细胞凋亡过程。

第二个问题其实很简单,我们都清楚这样一个道理,没有能量供应的机器是无法运动的。细胞是一个开放系统,周围的环境的有序程度又远远的低于细胞本身(即熵远高于细胞)因此,细胞需要能量来维持自己的运转(或者称为维护自己的有序程度),当没有能量时,细胞再也无法自己的有序,随著时间,细胞结构就会慢慢的破损,因此细胞就死亡了。而细胞的老化也可以理解为是一个道理,随著时间的增长,细胞内进行的代谢过程越来越多,而细胞的每一个代谢过程都会有概率「犯错」,这样看来,时间越长,积累的错误越多,对于维持细胞的生存就越不利,积重难返,因此在错误积累过多时,细胞就会死亡了。其实这里所说的大部分错误都应该是在细胞分裂时产生的,随著细胞分裂次数而积累错误,最终使细胞癌变或死亡。


谢邀,没有能量,细胞就会停止运转。因为细胞内许多行为都是必须耗能的。

细胞老化这个问题至今还没搞清楚,可能是由于蛋白质,细胞器甚至核酸的逐渐变性,失活。在多细胞生物体中,老化的细胞通常会按照一定程序自我瓦解,将物质回归生物体再利用。

有些细胞是陪伴人一生的。他们在强氧化剂,如过氧化氢和氧自由基的氧化下必然会日益衰老。

缺氧时间过长会导致好氧型细胞死亡。生物膜失去通透性,抵御外界环境的能力完全丧失。可能由体内免疫细胞吃掉,如果死细胞位于体外,会由细菌等微生物分解。


这是热力学定律决定的,一个没有能量供给的封闭系统一定会朝向无序化发展,对于细胞而言就是分崩离析。

生命体就是利用了代谢和呼吸来实现物质能量的同化和异化,从而维持有序结构。


因为活著的细胞都要生长或繁殖去行使它的功能,没有能量则无法行使,自然会死亡呀


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