《工作細(xì)胞》系列作品知識匯總小課堂第一集:血細(xì)胞家族的故事(上)
哈嘍各位讀者朋友們大家好,我是小安,狼人小安,沒想到這么快又和大家見面啦,大家對于小安的支持,小安也是都收到了呢~


咳咳,anyway,小安會將自己喜歡并且想要做的事情繼續(xù)做下去的,即便清楚小安自己一人的努力沒有辦法讓所有人都喜歡上科普教育,小安還是會把寓教于樂的風(fēng)格堅(jiān)持下去
我們的小課堂今天要討論的話題是血細(xì)胞家族——其實(shí)也不止血液中的細(xì)胞,只是小安實(shí)在是想不到一個(gè)更好的描述來總括這里想要提及的所有種類細(xì)胞了,所以事先說明我們今天所要討論的是由造血干細(xì)胞分化成的所有種類的細(xì)胞的故事:也就包括了我們的紅細(xì)胞,血小板,以及我們的整個(gè)免疫系家族,我們今天將討論它們的生成過程,順便也大致介紹一下這些在漫畫中登場的細(xì)胞
ok,那么閑話少敘,我們趕緊開課吧
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如上所述,盡管我們今天所要討論的血液細(xì)胞在成熟之后形態(tài)和功能各異,但它們確實(shí)都是出自于同一個(gè)祖先——造血干細(xì)胞,然而我們現(xiàn)在也知道,其實(shí)人體所有細(xì)胞都出自于同一個(gè)更早的祖先,也就是受精卵分裂形成的胚胎干細(xì)胞
小小的受精卵形成一個(gè)完整無缺的身體的過程中是不可能缺少分化過程的,簡而言之,分裂的過程是由一個(gè)細(xì)胞變成許多個(gè)相同的細(xì)胞,而分化的過程就是由一個(gè)細(xì)胞變成許多個(gè)不同的細(xì)胞,分化的具體機(jī)制是非常復(fù)雜的,涉及到成千上萬種物質(zhì)(細(xì)胞因子)之間的相互作用,這樣才能夠在身體中產(chǎn)生各種不一樣的細(xì)胞,以行使不一樣的功能
在工作細(xì)胞漫畫中對紅細(xì)胞(《紅骨髓》章節(jié)),粒細(xì)胞家族(《核左移》章節(jié))還有T淋巴細(xì)胞(《胸腺》章節(jié))的形成都有描述,衍生作品《不工作細(xì)胞》里面所講述的就是一群成紅細(xì)胞家里蹲不愿意離開紅骨髓去工作的故事,咱們的主角紅細(xì)胞和中性粒細(xì)胞也是在紅骨髓第一次見面的,而T細(xì)胞是在胸腺成熟并分化的
造血干細(xì)胞會分化為各種不同的祖細(xì)胞,由不同的祖細(xì)胞再漸漸分裂,分化為更多不同的血細(xì)胞,在網(wǎng)上也可以找到各種各樣的分化圖,小安自己也花了些時(shí)間畫了一張:

當(dāng)然這張家族譜系圖(不是分化圖咩?)也并不是最完美的,小安省略了其中的許多階段,大部分細(xì)胞的形態(tài)也沒有很好得表現(xiàn)出來,只是以小安現(xiàn)有的技術(shù)實(shí)在沒法畫得更加精細(xì)了qwq
從上圖我們可以看到,造血干細(xì)胞會首先分化為多種不同的祖細(xì)胞,這些祖細(xì)胞可以大致地分為骨髓系(包括紅系,巨核系以及粒系-單核系)和淋巴系(包括T淋巴系和B淋巴系)兩種
造血干細(xì)胞在漫畫中是以護(hù)士姐姐的形象顯現(xiàn)的,有人說這可能會引起一個(gè)知識誤區(qū),容易讓人以為造血干細(xì)胞負(fù)責(zé)哺育其他細(xì)胞的,不過小安認(rèn)為這可能是想要表現(xiàn)出造血干細(xì)胞不但會分化也會進(jìn)行自我復(fù)制,保證紅骨髓里面一直都有造血干細(xì)胞,維持人體的造血功能
正常人體內(nèi)的紅細(xì)胞有350萬到550萬每毫升,而白細(xì)胞有4000到10000每毫升,如果造血干細(xì)胞發(fā)生了癌變,就會使血液中白細(xì)胞的數(shù)量異常地大幅上升,產(chǎn)生白血病
其實(shí)說到白血病有件發(fā)生在小安身上的事情還算蠻好笑的,小安的家人曾經(jīng)和小安說啃指甲容易得白血病,然后小安就:

后來小安才知道原來他們是把“敗血癥”聽成了“白血病”,只能說沒文化真可怕,然而小安現(xiàn)在還是在啃指甲,沒辦法,習(xí)慣了(別和小安學(xué)喲,把爪爪啃壞了就沒法保護(hù)心愛的人咯)
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從我們的女主角花澤香菜(劃去)紅細(xì)胞講起,紅細(xì)胞是血液呈紅色的原因,因?yàn)閠a們是血液中含量最高的細(xì)胞
血紅蛋白是一種含有鐵元素的蛋白質(zhì),它可以和氧氣或水結(jié)合生成氧合血紅蛋白或脫氧血紅蛋白,氧合血紅蛋白是紅色的,而脫氧血紅蛋白是紫藍(lán)色的,所以含氧量較高的動(dòng)脈血是鮮紅色的,而含氧量較低的靜脈血是暗紅色的
在漫畫里面其實(shí)也有這樣的設(shè)定:紅細(xì)胞的制服其實(shí)是兩面都可以穿的,一面是鮮紅色的,而另一面是暗紅色的
不過小安聽說有一些在長期高原上生活的人類聚落,他們的血液幾乎是藍(lán)色的,高原的含氧量本來就很低,所以這也算是正常的
可能有小可愛們會疑惑:血紅蛋白可以和氧氣或水結(jié)合,那二氧化碳呢?事實(shí)上二氧化碳的運(yùn)輸并不是主要由血紅蛋白執(zhí)行的,二氧化碳會在紅細(xì)胞和血漿中分別與鉀離子和鈉離子結(jié)合生成碳酸氫根,這才是二氧化碳的主要運(yùn)輸方式,血紅蛋白上的氨基也可以和二氧化碳結(jié)合,但是以這種方式運(yùn)輸?shù)亩趸即蠹s是7%,比較少
在紅骨髓中,紅細(xì)胞的前體成紅細(xì)胞會由巨噬細(xì)胞負(fù)責(zé)撫育,紅細(xì)胞會在這里拋棄包括核糖體在內(nèi)的所有細(xì)胞器,在最后也會進(jìn)行脫核以去除細(xì)胞核,給能夠與氧氣結(jié)合的血紅蛋白留出空位,如同工作細(xì)胞BLACK中的老前輩紅細(xì)胞所言:


并不是為了執(zhí)行命令,也不是為了什么崇高的理想,其實(shí)現(xiàn)實(shí)就是如此:除了運(yùn)輸氧氣,紅細(xì)胞什么都不會
不過為什么要做出這樣的犧牲呢,其實(shí)這也很好理解,因?yàn)檠鯕獠灰兹苡谒t蛋白和氧氣形成的絡(luò)合物是相對能夠穩(wěn)定存在的,紅細(xì)胞的雙凹圓盤狀結(jié)構(gòu)也是為了增大它的表面積,讓它能夠和更多的氧氣結(jié)合
小安也提到了,氧氣和血紅蛋白的組合只是相對穩(wěn)定而已,而有一種物質(zhì)可以和血紅蛋白結(jié)合生成一種更加穩(wěn)定的絡(luò)合物,這種物質(zhì)就是著名的無形殺手一氧化碳
一氧化碳和血紅蛋白結(jié)合會生成品紅色的碳氧血紅蛋白,而這種它比氧合血紅蛋白要穩(wěn)定上百倍,這就是一氧化碳的毒理作用,用最好理解的方式表達(dá),就是血紅蛋白背叛了氧氣和我們的一氧化碳私奔了(大霧)
有位大佬錄了個(gè)畫圖視頻,描述了紅細(xì)胞在吸煙前后的變化,大家可以去康康(BV1WW411X7nQ):


看到紅細(xì)胞變成這樣,你還會吸煙嗎?
這幅畫里面其實(shí)有一個(gè)不太明顯的細(xì)節(jié),就是紅細(xì)胞帽子上的編號變成了HbCO,也就是碳氧血紅蛋白的英文縮寫,幸好這還沒有成為事實(shí)
如上所述,紅細(xì)胞是沒有細(xì)胞器的,其中也包括用于有氧呼吸的線粒體,所以紅細(xì)胞只能通過消耗葡萄糖進(jìn)行無氧呼吸,但是過多的葡萄糖對于紅細(xì)胞也是具有不可逆的危害的,葡萄糖會和血紅蛋白緩慢地,不可逆地反應(yīng),這種情況稱為糖化,糖化的紅細(xì)胞也無法再與氧氣結(jié)合,和HbCO一樣
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接下來我們來聊一聊血小板,在漫畫里面血小板是以可愛的兒童形象顯現(xiàn)的,這是因?yàn)檠“宕_實(shí)很小,也算是給漫畫加一個(gè)亮點(diǎn),以及說血小板都是可愛的男孩子的,那是官方的愚人節(jié)玩笑,如果你們真信了的話就是上當(dāng)了()
不過嚴(yán)格上而言,血小板也并不算是細(xì)胞,ta們是從巨核細(xì)胞的細(xì)胞質(zhì)上脫落下來的小片胞漿,比較遺憾的是巨核細(xì)胞大姐姐在動(dòng)畫里面還沒有正式登場,在漫畫也是在付費(fèi)章節(jié)登場,小安只能在第二季的PV里面找到幾張截圖:


巨核細(xì)胞是骨髓中體積最大的細(xì)胞,負(fù)責(zé)產(chǎn)生血小板直到只剩下裸露的細(xì)胞核為止,聽起來有億點(diǎn)教會徒弟餓死師父的感覺
血小板的膜中含有多種糖蛋白,其中的GPIb是血小板的粘附作用因子,動(dòng)畫里面也有講,而凝血因子和纖維蛋白處于血小板的膜外,在傷患組織部位的巨噬細(xì)胞會分泌一些發(fā)炎介質(zhì),使血小板基質(zhì)內(nèi)的鈣離子濃度提升,從而使血小板活化,使血漿中的纖維蛋白原凝集為纖維蛋白,產(chǎn)生一次血栓,再由其他血細(xì)胞(主要是紅細(xì)胞)與纖維蛋白結(jié)合生成血餅,產(chǎn)生二次血栓,也就是血痂,新生的上皮細(xì)胞在下面繼續(xù)慢慢進(jìn)行修復(fù)工作
血小板在《擦傷》章節(jié)和《腫包》章節(jié)都有亮相,這兩種狀況都是受傷,只不過前者是外出血而后者是內(nèi)出血
但有時(shí)候在不該出現(xiàn)血栓的地方出現(xiàn)了血栓,就會出現(xiàn)心腦血管疾病,血栓會堵塞血管中的血液流動(dòng),這種情況出現(xiàn)在下深靜脈,移至肺部就叫做肺血栓,出現(xiàn)在冠狀動(dòng)脈就叫做冠心病,而出現(xiàn)在腦部就叫做中風(fēng),會導(dǎo)致很嚴(yán)重的后果
這些情況一般是由于血黏度提升,血液的流速減慢導(dǎo)致了血液沉積形成了血栓,所以注意生活習(xí)慣,多攝入維生素,降低血黏度就可以避免得這樣的富貴病
在《擦傷》一章節(jié)中,金黃色葡萄球菌也順便講解了免疫系統(tǒng)在出現(xiàn)外傷的情況下進(jìn)行的防御機(jī)制:中性粒細(xì)胞作為先鋒部隊(duì)最先進(jìn)行攻擊,巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞在之后到來,而淋巴細(xì)胞來得更晚——通常是在外傷出現(xiàn)后的7到14天才會激活淋巴細(xì)胞的應(yīng)答,這樣也是有道理的,一方面如果所有免疫細(xì)胞直接全部登場了,萬一打不過的話人體就再?zèng)]有后備軍了,另一方面也可以節(jié)省許多能量,如果先鋒部隊(duì)能夠解決那就不用浪費(fèi)能量讓更強(qiáng)大的精英部隊(duì)出征了
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接下來我們來介紹一下粒細(xì)胞系的成員,血液中有中性粒細(xì)胞,嗜酸性粒細(xì)胞和嗜堿性粒細(xì)胞三種粒細(xì)胞
粒細(xì)胞由于細(xì)胞質(zhì)中具有可以被染料染上顏色的顆粒而得名,染料有中性,酸性和堿性三種,也就對應(yīng)了三種粒細(xì)胞,在動(dòng)畫中值得注意的細(xì)節(jié)是,嗜酸性粒細(xì)胞是粉紅色而嗜堿性粒細(xì)胞是墨綠色——這正是ta們在現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行染色之后顯現(xiàn)出的顏色
以上三種粒細(xì)胞具有兩種核象:桿狀核和分葉核,桿狀核粒細(xì)胞是尚未成熟的粒細(xì)胞,而分葉核就是成熟的粒細(xì)胞了,中性粒細(xì)胞的細(xì)胞核一般會分為2到5葉,嗜酸性粒細(xì)胞的核是2葉,而嗜堿性粒細(xì)胞的核則被染色粒擋住而沒有辦法看清楚分葉的情況
另一個(gè)值得注意的細(xì)節(jié)是,大家可以觀察到,嗜酸性粒細(xì)胞帽子上的圖案就顯現(xiàn)出了分葉核的形態(tài)
以中性粒細(xì)胞為例,在血液中,桿狀核與分葉核粒細(xì)胞的比例大致為1:13,但是在一些情況下,比如感染時(shí),血液中成熟的分葉核粒細(xì)胞數(shù)量會由于與細(xì)菌戰(zhàn)斗而下降,骨髓就會釋放出更多的桿狀核粒細(xì)胞去進(jìn)行替補(bǔ),使比號左邊的數(shù)字增長,這種情況就稱為核左移
中性粒細(xì)胞的主要功能是吞噬和攻擊細(xì)菌和病毒,在工作細(xì)胞里面表現(xiàn)得其實(shí)很具體,可以看到棒棒糖形狀的受體(霧),而且白細(xì)胞的制服也有很多放置武器的地方——光是腰帶上就掛著一大堆的飛刀
嗜酸性粒細(xì)胞也具有噬菌功能,雖然比較弱,因?yàn)閠a的主要功能是產(chǎn)生毒素來殺死寄生蟲,動(dòng)畫中的嗜酸性粒細(xì)胞使用的武器是長矛,可能就是代表了ta產(chǎn)生的毒素
而我們的中二細(xì)胞(劃去)嗜堿性粒細(xì)胞無論從結(jié)構(gòu)還是功能上都是一個(gè)很神秘的存在,對于ta的免疫功能,人類還沒有完全弄清楚,因?yàn)閠a在血液中的含量實(shí)在是太少了,已知的功能是它會分泌組織胺等物質(zhì)來吸引中性粒細(xì)胞和嗜酸性粒細(xì)胞到出現(xiàn)問題的部位
事實(shí)上在組織中還有另外一種嗜堿性的細(xì)胞,就是肥大細(xì)胞

肥大細(xì)胞雖然存在于組織當(dāng)中,但ta和嗜堿性粒細(xì)胞實(shí)際上是出自同一種前體細(xì)胞,小安沒有把它的名字“嗜堿性粒細(xì)胞-肥大細(xì)胞祖細(xì)胞”寫在圖里,相比你們也能理解是怎么回事(因?yàn)樘L了),它的前體細(xì)胞會進(jìn)入血液并在皮膚,黏膜等組織中成熟
當(dāng)識別到異物或組織損傷時(shí),肥大細(xì)胞就會分泌組織胺等發(fā)炎介質(zhì),組織胺可以擴(kuò)張血管細(xì)胞間隙,促進(jìn)白細(xì)胞在組織中的游走能力
然而由B細(xì)胞分泌的IgE抗體會使肥大細(xì)胞產(chǎn)生大量的組織胺,引起過敏反應(yīng),這是免疫系統(tǒng)過于強(qiáng)大的表現(xiàn),關(guān)于這一點(diǎn)我們以后會再細(xì)說
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不過今天,小安是覺得我們已經(jīng)聊得夠多了,再講下去恐怕文章就會太長導(dǎo)致觀眾們不愛看了,所以關(guān)于免疫系統(tǒng)剩下的精英部隊(duì),我們就下次再講吧,今天這一期視頻……啊不是,是今天這一篇文章就先講到這里了,小安很樂意為小可愛們傳遞這些關(guān)于你們?nèi)祟惿眢w的知識,希望你們也會看得開心,各位拜拜~
……
*在你的身體中,有約37兆2千億個(gè)細(xì)胞今天也在精神十足的工作呢~