细胞凋亡是细胞死亡的一种形式，通常由身体正常、健康的过程触发，而坏死是由外部因素或疾病（如创伤或感染）触发的细胞死亡。在愈合过程中，细胞凋亡也可以作为一种防御机制发生，几乎总是正常的，对机体有益，而坏死则总是异常的，有害的。尽管坏死被认为是细胞程序性死亡的一种可能形式（也就是说，有时是一种自然的过程），但目前它被认为是一种“非程序性”（非自然的）细胞死亡过程。作为细胞生命周期中一种通常健康的形式，细胞凋亡很少需要任何形式的药物治疗，但未经治疗的坏死可导致严重损伤甚至死亡。

对比图

凋亡和坏死过程

凋亡和坏死都可以看作是共同的生化事件谱的一部分，这两者都导致某种形式的细胞死亡。

细胞凋亡，或称程序性细胞死亡（PCD），使细胞收缩，在细胞膜上形成气泡（泡状斑点），细胞核内的基因和蛋白质物质降解，线粒体解体，从而释放细胞色素。碎片被包裹在自己的膜中，其他化学物质（如ATP和UTP）自由释放。这些化学物质导致巨噬细胞-吞噬细胞的身体-找到并消除死亡细胞及其碎片。这种“吃我”的信息是由一种通常在细胞膜上不起作用的磷脂触发的，而巨噬细胞又反过来释放抑制炎症反应的细胞因子。

相反，坏死细胞肿胀或在其表面形成空泡，内部结构迅速膨胀或收缩，破坏细胞的过程和化学结构。细胞色素和细胞膜磷脂（称为磷脂酰丝氨酸）的不受调控的释放会引起周围组织的即时反应，导致肿胀（炎症）和水肿；它也经常通过细胞凋亡触发其他细胞死亡。与凋亡不同的是，坏死细胞不是巨噬细胞清除细胞碎片的靶细胞，因此细胞破裂的影响可以迅速扩散到全身并持续很长时间。

能量输入

细胞凋亡是能量依赖性的，这意味着它需要细胞的输入才能发生细胞死亡，导致术语“细胞**”。坏死不需要细胞的任何能量输入，因为外部因素或局部感染是触发坏死的因素。

半胱天冬酶

对于导致细胞**的凋亡途径，主要的分子信号是称为半胱天冬酶的非活性原酶。坏死有时利用半胱天冬酶，但程度要小得多，而且通常这个过程不利用半胱天冬酶，因为细胞本身在坏死过程中以不受控制的方式被破坏。例如，坏死是死亡或坏死组织背后的过程，这些组织包围着，比如说，毒蜘蛛咬伤。

研究已经确定了多达13种半胱天冬酶，大致分为启动子、效应子或执行子（直接触发细胞死亡的那些）和炎症因子。不管它听起来像什么，炎症半胱天冬酶实际上抑制炎症。由于坏死缺乏炎性半胱天冬酶的输入，炎症总是出现在坏死的细胞死亡中。

凋亡和坏死症状

因为细胞凋亡是生物体细胞平衡的一个正常部分，所以在这个过程中没有明显的症状。相反，坏死是生物体细胞平衡的一种不受控制的变化，所以它总是有害的，导致明显的阴性症状。

坏死在早期阶段伴随着炎症，因为破裂或受损细胞的成分（包括细胞结构、细胞质和DNA/RNA）被释放。对有机体来说，这种不受调控的蛋白质、化学物质和遗传物质的流动会触发紧急反应，例如炎症以保护周围组织，以及白细胞、巨噬细胞和T细胞的增加以抵御感染。这些反应通常伴随着新陈代谢的增强和发烧，这会导致疲劳和免疫系统的全面削弱。

如果不治疗，坏死组织将失去血管，这意味着他们将失去血流，从而开始死亡。当这种情况发生时，坏死称为坏疽，这种情况下，组织最终死亡，必须删除，以阻止坏死扩大。

当细胞凋亡不健康时

只有当维持机体平衡的细胞过程导致过多或过少的细胞死亡时，细胞凋亡才会变得异常。许多自身免疫性疾病，如肌营养不良症和阿尔茨海默氏症，被认为与过度凋亡有关，导致肌肉或神经细胞过早死亡。细胞生长不受控制，意味着细胞凋亡的发生频率不够，通常会导致肿瘤，而肿瘤本身也可能癌变。

细胞凋亡和坏死的一般原因

导致细胞死亡的机制有三种：

1. 细胞内自生信号，可能由年龄、感染、不规则有丝分裂（细胞分裂）或其他原因引起。这种机制被称为内在或线粒体途径，而以下两种类型的细胞死亡是外在途径。
2. 细胞表面对激素或其他化学信使等外部信号作出反应的受体死亡激活剂的触发。
3. 活性氧（如自由基）的外部触发，对身体有害。

一般来说，细胞凋亡是生命的一部分，是由有丝分裂启动的细胞周期的延续。然而，细胞凋亡可由多种有害**引起，如热、辐射、缺氧、药物和创伤等。在这些情况下，细胞凋亡使受损的细胞或不再正常工作的细胞脱离机体，帮助修复受损区域。相同**引起的更高程度的损伤可导致坏死。例如，轻度烧伤可导致一个小水疱，一周内痊愈，但三度烧伤会导致患处坏死。

细胞凋亡也可以由体内激素和化学物质的变化引起，这一过程在胚胎发育中最常见。免疫系统和神经系统的发展都伴随着大量细胞的过度生产，这些细胞在出生前通过细胞凋亡的选择性过程而减少。例如，胎儿的手和脚没有单独的手指；一旦化学信使被释放，手指和脚趾之间的网状组织就会消失，分开每个手指。性分化也有类似的过程，激素引导胎儿发育抑制或消除某些组织和结构，以利于发育其他组织和结构。另一方面，如果在胎儿发育过程中出现坏死，通常需要某种形式的医疗干预，可能会发生畸形或流产。

坏死类型及其原因

在坏死中，细胞的死亡通常是由基于两种机制的突然和不受控制的破裂引起的：

1. 干扰细胞的能量供应（血液、血浆、氧气等）。
2. 直接损伤细胞膜。

坏死根据病因分为五类：

1. 细菌或真菌感染可引起液化性坏死。这是坏死，包括被称为“脓”的死组织液化块
2. 由于变性蛋白质阻碍正常循环而引起的坏死称为凝固性坏死。这种类型最常见于梗死后的心脏，以及肾脏和肾上腺。
3. 真菌和分枝杆菌感染，如肺结核，可导致气态坏死。这种液化性和凝固性坏死的结合是由没有被微生物完全消化的死细胞引起的；它们会留下颗粒状残留物，阻碍血液循环。
4. 只发生在脂肪组织的坏死称为脂肪坏死。最常见的坏死形式是胰腺炎，胰腺的严重炎症。
5. 与纤维蛋白结合的抗原和抗体的沉积可粘附并最终阻塞动脉并破坏其结构。这叫做纤维蛋白样坏死。

治疗

凋亡和坏死的治疗方法截然不同，主要是基于这样一个事实，即一个过程通常是正常的，而另一个过程明显是异常的。

虽然细胞凋亡的许多过程已经被确认，但其机制和激活级联反应还没有完全了解。随着临床发现直接应用于自身免疫性疾病，如帕金森氏症、亨廷顿氏症、肌萎缩侧索硬化症、艾滋病毒/艾滋病，以及几乎所有类型的癌症，对这些途径的研究正在广泛展开。因为细胞凋亡是一个健康和疾病的过程，人们对它了解得越多，就越有可能开发出更有效、更有针对性的治疗方法。在所有情况下，未经治疗的坏死都是危险的，可能导致死亡。

在自身免疫性疾病的情况下，凋亡导致过多的细胞死亡，治疗包括抑制caspase触发或减少可能导致细胞**增加的外部触发。对于癌症，则需要相反的治疗，因此诱导肿瘤细胞凋亡的治疗，使细胞更容易受到药物和辐射的影响，是大多数治疗的关键部分。一种很有希望的新治疗方法是使用通用化合物二氯乙酸（DCA），这种化合物已被证明在某些癌症肿瘤中“重新引发”细胞凋亡非常有效。

常见的坏死治疗方法有：

1. 抗生素/非甾体抗炎药：它们对抗坏死的感染性和炎症性，通常是抵抗其损害的第一道防线。在极端情况下，可以开免疫抑制药物来减轻炎症反应。
2. 清创术：清除坏死组织，从简单的清洁到手术，包括截肢。苍蝇幼虫（蛆）在某些形式的清创中也非常有效。
3. 抗氧化剂：可用于治疗内部坏死组织，通常与缺血有关，缺血是心肌梗死（心脏病发作）后心脏组织失去血管的最终结果。

发生

在一个成年人的身体里，每天有超过500亿细胞自然死亡，细胞凋亡是非常常见的，而且通常是良性的，如果不是完全有益的话。相比之下，坏死相对少见，细胞死亡的程度在很大程度上取决于是否应用抗生素和抗炎药等有效治疗。

参考文献

• 细胞凋亡-Kimball的生物学页面
• 细胞凋亡：细胞程序性死亡毒理学病理学综述
• 坏死：细胞程序性死亡的一种特殊形式科学指导
• 程序性细胞死亡-NIH.gov
• 维基百科：细胞凋亡
• 维基百科：坏死