神奇的人體器官-2

第一章 認識細胞

什麼是人體細胞?

人體細胞是構成人體的最基本單位,是正常人體結構及生理功能的基礎,是生長髮育的基礎,是構建人體“大廈”的磚塊。人體中約有40-60萬億的細胞在時刻工作著,大小從5微米至200微米不等【1】,而且種類也非常豐富,不同種類的細胞有著不同的生理功能,那麼人體到底存在多少種細胞呢?

在北京時間3月26日,浙江大學醫學院幹細胞與再生醫學中心郭國驥團隊與浙江大學附屬醫院張丹團隊、王偉林團隊、陳江華團隊、梁廷波團隊和黃河團隊等聯合在頂級學術期刊《Nature》(自然)發表研究成果“Construction of a Human Cell Landscape at Single-cell Level”(單細胞水平人類細胞圖譜)。

神奇的人體器官-2

自然雜誌網站截圖

該研究利用了60種人體組織樣品和7種細胞培養樣品進行分析,系統地繪製了跨越胚胎和成年兩個時期,涵蓋八大系統的人類細胞圖譜。

這是繼“人類基因組計劃”後又一生命科學重大計劃—“人類細胞圖譜計劃”中的一個重大項目,是由我國科學家自主完成研究並發表成果的重大項目,該研究結果建立了70多萬個單細胞的轉錄組數據庫,鑑定了人體100餘種細胞大類和800餘種細胞亞類。這是一件值得我們驕傲的事,這無疑體現了我國科學研究的發展速度之快,他們的成功更能激發我國科研工作人員的研究信心,讓更多人潛心投入研究事業中。

神奇的人體器官-2

人類細胞圖譜計劃

神奇的人體器官-2

人類細胞圖譜

那麼為何在生命科學研究中,總離不開“細胞”這個字眼呢?為何需要花巨大的人力物力去探索細胞呢?

因為細胞作為構成人體的基本單位,所有器官的功能離不開每一個細胞的正常工作,心臟的跳動需要竇房結【2】P細胞提供60-100次/分的起搏節律,再將衝動傳導至心肌細胞,從而使心臟以相同的節律跳動起來;

用手去拿一個杯子則需要大腦皮層神經細胞發出指令,再通過神經纖維束傳導至上肢,使骨骼肌細胞收縮從而抓緊杯子。這些生理過程將會在以後的文章中一步步細化,這裡就不進一步展開了。

從病理生理的角度來說,所有疾病的發生發展均離不開細胞層面的病變,若需要攻克疾病就必須將細胞研究透徹,例如:

作為目前威脅人類健康的“最強”殺手之一,癌細胞的出現與大量分裂會導致“癌症”,而全身所有細胞在某種環境中的某一分裂環節均可轉變成為癌細胞,進而演變成為“癌症”,那麼要很好的瞭解癌細胞這個“敵人”的之前,我們必須瞭解所有細胞本身。

還有在各個部位出現感染時,首當其衝的便是局部細胞的損傷凋亡,在機體感知到這一變化時,身體會激活免疫細胞對感染病灶進行清除,有的細胞直接吞噬病原體,有的細胞可以分泌抗體,有的細胞分泌激素以增強機體免疫能力,在這一過程中,我們也必須瞭解參與其中的細胞,並在各個環節中加以干預以提高抗感染能力。

作為科普,以及個人知識領域的限制,在接下來的篇幅中,我將會只會介紹各個器官中最具有代表性,最能體現各系統器官功能的一些細胞,便於各位更能理解為什麼器官可以這樣健康的運轉,以及在某細胞病變時,器官會出現何種病變。

【1】馬雲飛.神秘的人體[M]..武漢:湖北科學技術出版社,2013

【2】竇房結:心臟正常的起搏點,位於右心房內。


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