【关键词】细胞凋亡；中毒
【中文图书号】d919．
4【文献标识码】b
【文章编号】1007—9297(2007)03—0232—0
3自1972年由kerr等提出细胞凋-l~?(apoptosis)的
概念后。人们对细胞凋亡现象进行了广泛深入研究。
随着医学分子生物学的不断发展，细胞凋亡
已成为
医学界研究的热点之一。现已证实，在缺血一再灌注
损伤、创伤感染、全身炎症反应(sirs)、多脏器功能
障碍综合征(mods)、退行性变以及中毒等中均存
在细胞凋亡的情况。目前，我国法医界已经开始利用
细胞凋亡理论和技术。进行法医毒理病理学方面的
研究。f 卅
一
、细胞凋亡
(一)细胞凋亡的概念
细胞凋亡又称程序性细胞死亡(pr0grammed cell
death pcd)，是在一定的生理或病理条件下，细胞按
照自身既定程序主动结束生命的一种死亡形式。是
由一些特殊信号刺激细胞内在固有的死亡程序所诱
发的细胞主动死亡现象。细胞凋亡是细胞衰老、死亡
的正常生理过程，然而，许多致病因素也能导致凋
亡，被称之为病理性细胞凋亡。
(二)细胞凋亡与坏死的区别
坏死(necrosis)是细胞受到强烈理化或生物因
素作用引起细胞无序变化的死亡过程。首先膜的通
透性增加，细胞外形不规则变化，内质网扩张，核染
色质位移，细胞核和线粒体肿胀，溶酶体破坏，细胞
膜破裂，胞浆外溢，坏死的细胞被巨噬细胞吞噬，引
起周围组织不同程度的炎症反应。
凋亡是细胞对环境的生理性病理性刺激信号，
环境条件的变化或缓和性损伤产生的应答有序变化
的死亡过程。首先是染色质的凝集，嗜碱性染色增
强，细胞核崩解。线粒体保持形态正常。最后细胞收
缩变圆，胞体变小，染色质固缩，凝集至核膜周边，胞
浆浓缩，内质网扩张并与细胞膜融合，核仁裂解，细
胞皱缩，继之细胞内陷将细胞分割成大小不等的、多
个具有膜包囊的细胞凋亡小体fapoptotic micro—
body)。他们从细胞表面出芽脱落，并被吞噬细胞、上
皮细胞吞噬。由于此过程不发生溶酶体、线粒体及细
胞膜破裂，没有细胞内涵物外溢，故不引起炎症反应
和周围组织次级损伤。
(三)细胞凋亡的基因调控
细胞凋亡是一系列基因的激活、表达、调控的结
果。调控基因主要通过死亡受体途径(如fas／fasl
受体一配体系统)介导，引起caspases激活导致细胞
凋亡，这是大多数细胞凋亡的形式。有研究发现，有
些促凋亡基因如bax即使在caspases失活的情况
下仍可介导线粒体损伤，使线粒体膜通透性增加，释
放细胞色素c导致细胞凋亡。这表明线粒体是介导
细胞凋亡另一途径。另外。也可通过内质网途径发生
凋亡
[作者简介]张海东(1969一)，男，汉族，山东人，医学学士，副教授，副主任法医师，研究方向：法医病理学；
tel：+86—10—68633318。e—mail：zhd_ zzw@126．com
法律与医学杂志2007年第14卷(第3期)
调控基因包括促进细胞凋亡的基因和抑制细胞
凋亡的基因两大类阁。凋亡促进基因(apoptosis on)包
括野生型p53，ice，tgfb，fas，c—myc，ced一3，ced-
4。bax等。凋亡抑制基因(apoptosis of)包括bc1-2，
rb．ced一9，突变型p53等。
二、细胞凋亡与中毒
(一)细胞凋亡的毒理学意义
细胞凋亡不仅是多细胞体的生命过程，也是机
体受外源物质侵害时的一种病理性防御反应。外源
化学物质作用于机体，其毒性呈现一定的剂量一效应
关系和时间一效应关系，而这种s形曲线同样出现在
外源物质诱导凋亡的过程中。在一定剂量范围内，外
源化学物质作用于细胞并不直接杀死细胞，而只是
引起细胞损伤，使这些细胞获得了激活内在程序性
自杀机制的能力，最终导致细胞凋亡，且凋亡细胞数
与毒物的剂量和作用时间呈明显s形关系曲线。而
当毒物作用超过细胞负荷能力，它便会象机体发病
那样表现出“病态”一坏死，从而引发一系列的继发
损害。[6
1(二)细胞凋亡的毒理学研究
近年来。在一些中毒实验研究中已发现存在细
胞凋亡的现象。韦献良等同研究发现海洛因成瘾大
白鼠脑组织广泛出现神经元凋亡。并认为这是海洛
因成瘾致脑细胞神经元死亡的主要形式。
saleh等
[81在低剂量对氧磷中毒鼠模型中发现
有典型细胞凋亡的特征。田英平等[9】在大鼠急性甲
胺磷中毒的模型研究中发现存在膈肌细胞凋亡，由
此，推测膈肌细胞凋亡可能是急性有机磷中毒、呼吸
肌麻痹发生和呼吸肌功能不全的原因之一。王英鹏
等㈣对有机磷中毒后的动物迟发性神经病变中细
胞凋亡的变化进行了研究，
发现在母鸡三磷酸甲酯
中毒模型中出现腰髓前角神经元细胞凋亡现象。说
明通过凋亡引起神经元功能损伤在有机磷中毒后迟
发性神经病中起重要作用。曾明等[11】对乐果对小鼠
骨骼肌的细胞毒性和凋亡诱导效应进行研究，发现
乐果对离体骨骼肌细胞具有明显的细胞毒性。并诱
导骨骼肌细胞的凋亡，可能在有机磷农药中毒中间
型综合征(ims)的发病过程中发生作用。
井玲等[ 21报道，在氟化钠中毒大鼠中，氟化钠
致肝细胞凋亡，且在氟中毒肝脏病变中扮演重要角
色。呼亚伟等[ 31研究发现氟中毒可导致肝、肾细胞
凋亡，p53参与并介导细胞凋亡。邢德利等㈣研究认
为，过量氟致大鼠脑细胞增殖能力下降和细胞凋亡
· 233 ·
增高。与氟神经毒性作用机制有关。
piantadosi等旧在大鼠一氧化碳(co1中毒研究
中发现。co中毒后鼠大脑内既有脑细胞坏死，又有
脑细胞凋亡的现象。刘菲等[ 61在其实验研究中得
出。co中毒致大鼠脑细胞凋亡，可能是co中毒致
脑损伤的病理机制之一。刘颖菊等旧研究发现急性
co中毒可引起小鼠大脑皮层、海马、纹状体等部位
脑细胞凋亡，凋亡细胞在3天后明显增加，5～7天达
到高峰，14天后恢复正常，同时可诱导促凋亡基因
fas、fasl蛋白表达，表达高峰在中毒后3～2天，早
于凋亡发生的时间。认为中毒所致迟发性脑病可能
与脑细胞凋亡有关。刘福佳等[18】通过观察co中毒
后小鼠海马细胞凋亡和凋亡相关因子bcl一
2、bax和
caspasa一3蛋白表达变化。进一步探讨了co中毒迟
发性脑病的发生机制。
朱万琴等[ 91在大鼠醋氨酚中毒研究中报道。醋
氨酚所致肝细胞凋亡，随中毒剂量增大，肝细胞凋亡
数增多。同时伴大量肝细胞坏死。认为肝细胞凋亡过
度同样是肝细胞损伤的一种方式，可能是肝细胞坏
死的主要机制。
dusinska m 等研究发现。百枯草中毒后大量
超氧阴离子自由基的产生导致强烈外源性氧化应激
反应。直接引起肺组织细胞dna的损伤而致细胞
凋亡明显增加。另外，杨俊慧等[21】发现在卡那霉素
耳中毒后耳蜗毛细胞存在凋亡。在耳蜗损害中起重
要作用。
(三)细胞凋亡的法医毒理病理学研究
程亦斌等[ 】通过建立小鼠毒鼠强中毒的实验模
型。通过常规h-e染色及凋亡细胞检测技术对小鼠
毒鼠强急、慢性中毒后脑、心、肝、肾等器官的病理学
改变进行系统研究分析，发现急性大剂量毒鼠强中
毒后，在组织细胞尚未来得及大量发生凋亡的前提
下，机体已因阵发性或持续性痉挛抽搐而死亡，但其
发生凋亡的细胞数仍较正常对照组为多，只尚未达
到高峰。慢性中毒组小鼠在中毒后的不同时间段内，
脑、心、肝、肾等器官凋亡细胞数均高于正常对照组
及急性中毒致死组，且同一器官的凋亡细胞数在不
同中毒时间段内有所差异；不同器官的凋亡细胞数
的峰值在不同中毒时间段内亦有所不同。认为慢性
毒鼠强中毒，在临床症状不明显及法医毒物分析难
以检测的情况下，应用凋亡细胞检测技术可成功检
测出机体的主要器官的病理学改变，表明小剂量、慢
性中毒对机体仍有一定的影响。
· 234 ·
以后，雷怀成等 分别对乌头碱中毒的心肌细
胞、肝细胞和肾小管上皮细胞凋亡的观察。发现大鼠
在中毒后的不同时间段，心肌细胞、肝细胞和肾小管
上皮细胞凋亡数均高于正常对照组，且同一器官的
凋亡细胞数在不同时间段差异有显著性。提示在乌
头碱中毒临床症状不明显及毒物分析难以检测的情
况下．应用凋亡细胞检测技术可成功检测出心肌细
胞、肝细胞和肾小管上皮细胞的病理学变化。
三、结语
许多资料表明．外源性化学物质可以诱导或抑
制细胞凋亡，凋亡又与细胞生物学、免疫学等多种重
要的生物学科和医学学科相关联。我国法医毒理学
具有鲜明的特色旧，有许多毒物的中毒机制等方面
仍需进一步探讨。上述法医学研究结果为毒理学、法
医毒理病理学及临床医学提供了较为系统的资料，
为今后其他类似毒物的法医毒理病理学研究提供了
新方法和实验依据。
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