从大脑到肠道,一口气看完新冠病毒入侵人体全过程

新冠病毒肆虐全球,给很多国家造成了极大的伤害,更是让许多人承受了病痛。不过你是否知道新冠病病毒究竟是

如何一步步感染人体的呢?感染的背后又有着怎样的科学原理呢?

从大脑到肠道,一口气看完新冠病毒入侵人体全过程

感染开始了

自健康的人吸入受感染者携带病毒的飞沫时,新冠病毒的入侵就已悄然开始。

病毒虽然是一个外来者,但进了鼻腔就像是回了家一样,又有友仔玩又有友女陪。这些友仔友女就是一种叫做血管紧张素转化酶2(简称ACE2)的细胞表面受体,下面我会用ACE2代指它。

ACE2可以理解为一把钥匙,一把允许病毒打开细胞大门的钥匙。所有东西想要进入细胞都要通过镶嵌在细胞膜上的转运蛋白,转运蛋白就像是锁,只能由钥匙——特异性受体打开


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对于新冠病毒来说,其感染细胞依赖于细胞表面的刺突蛋白。刺突蛋白在病毒感染细胞时会水解成S1与S2两个片段,S1负责识别与结合特异性受体,S2负责把鬼子……不是,是把病毒带到细胞内。而对于新冠病毒来说,与S1片段结合的特异性受体就是ACE2

因此,鼻腔内的ACE2就像友仔友女一样迎接新冠并将其带到细胞内。初来乍到的病毒享受了这样一番待遇,不禁感叹道:“出去是不可能出去的,这里又有友仔玩又有友女陪,各个都是人才,说话又好听,我超喜欢这里的。”

就这样,新冠病毒顺利地进入了人体,感染开始了……

入侵肺部

当新冠病毒入侵细胞后,会迅速劫持细胞的“蛋白质工厂”转为己用,批量制造出无数的复制品,并开始逐步扩散带新细胞。

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蛋白质转录加工

当然,细胞也不是光眼瞅着病毒劫持自己。“大不了和你们同归于尽!”被劫持的细胞说道。

在发觉自己被入侵后,细胞会开始大量释放一种叫“干扰素”的物质。干扰素是一种信号蛋白,它可以抑制细胞内部“蛋白工厂”的工作,以“

自损一千”的架势防止病毒利用自己扩散。

同时,干扰素也会渗透到细胞膜外向其他细胞发出警告:“这里已经被入侵,这里已经被入侵,请及时关闭生产工厂,以防止被病毒劫持。”不但周围细胞能收到干扰素的警告,也会提醒免疫系统喊一车面包人前来帮场子剿灭病毒大军。

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不过病毒也深谙“天下武功唯快不破”的道理,在很短的时间内就可以将数量翻几百万倍,使得前来帮场子的免疫细胞们力不从心,毕竟双拳难敌四手啊。

如果在感染初期,免疫系统并没有完全击溃新冠病毒,病毒将会沿着气管“顺流而下”进入肺部。在肺部,新冠病毒会找到进入人体后的“第二个家”——肺泡

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人类的肺部末端约有3亿个终末肺泡,肺泡展开后面积高达100平方米。每一个肺泡都富含前面所说的ACE2受体,新冠来了这里就跟强盗进了不上锁的金库一般。病毒穿梭于肺泡细胞之间,简直是出入于无人之境。

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正常情况下氧气会通过肺泡进入毛细血管并输送到全身各个部位。但随着新冠病毒的侵入,免疫系统的反入侵战斗也逐步转移到肺部。在战斗中,白细胞会释放一种趋化因子的炎症分子,这种因子会引导更多免疫细胞加入战斗杀死病毒或者杀死被病毒感染的细胞。最终留下大量的液体和由死细胞构成的脓液。

这种战斗会破坏人体原有的氧气运输模式,给感染者造成困扰。

攻击心脏

虽然新冠病毒主要对人体的肺部进行攻击,但毕竟人体全身的血液会在心脏的泵送下循环全身,一旦病毒进入血液,就会随着血液的流动入侵其他器官,心脏便是目标之一。

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根据《JAMA》3月27日的一项小型研究,被调查的感染者有五分之一心肌受到了损害。

为什么新冠病毒会攻击心脏呢?它难道不知道把感染者弄死了自己也活不成了吗

知道,其实它都知道,但是奈何友仔太热情了。

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心肌细胞其实也和鼻腔与肺泡细胞一样富含ACE2受体,上文也提到过了,病毒会通过它打开入侵细胞的大门。不过与破坏肺部不同,新冠病毒破坏心脏是另有招数。

根据我国学者王宇成、陈瑞珍、熊丁丁撰写的名为《冠状病毒感染对心血管系统的损伤及可能机制》的论文,新冠病毒破坏肺部一共有三种可能:

1、直接复制并损伤感染的器官

病毒可能会在细胞内大量复制,并通过裂解细胞释放复制体并损伤心脏。

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正如柯萨奇病毒。这是一种常见的呼吸道和消化道病毒,它在入侵心肌细胞后就会在细胞内大量繁殖并裂解细胞释放复制体以及心肌损伤标志物,例如心肌钙蛋白、肌酸激酶同工酶等。

2、激活肾素血管紧张素系统

ACE2其实并非一个“引鬼子进村”的角色。它在心肌细胞中可以产生抵消血管紧张素ⅡAng1-7,所谓“血管紧张素”故名思议就是可以令血管紧张的物质,而ACE2释放的Ang1-7则起到的作用则相反的保护作用。

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在感染新冠病毒后,心肌细胞内ACE2的表达水平会下降,这会激活体内肾素血管紧张素系统(RAS),使得血管紧张素Ⅱ能力增强,Ang1-7的保护能力降低,从而损伤组织。

3、诱发细胞因子风暴

这种方法比较专业,这里就不叙述了,根据该论文的讲述,新冠病毒主要就是通过细胞因子风暴诱发全身炎症来损伤心脏。

除此之外,根据《自然》杂志4月17日发布的文章,新冠病毒甚至可能在大脑和中枢神经系统中诱发“交感神经风暴”。

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直达肠道

越来越多的证据也表明,肠道也会被新冠病毒入侵,因为肠道的ACE2受体也是丰富的。根据《自然》杂志文章给出的数据,病毒的RNA在53%的病人粪便样本中被提取出。

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可以看出,新冠病毒自上而下将人体主要器官几乎打了个对穿,这也是为什么说新冠病毒将会对人类社会造成极大的伤害。希望科学家们能尽快找到方法解决新冠疫情。

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本文参加【科学V计划】,内容为作者原创。


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