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病毒是如何攻擊人體的?身體防御系統(tǒng)是怎么相輔相成消滅入侵者?

2023-02-17 20:48 作者:碩碩閃閃  | 我要投稿

一個(gè)讓人難以置信的觀點(diǎn),人類(lèi)之所以能有今天的模樣竟然和病毒有很大關(guān)系。

自生命誕生的初期病毒與細(xì)胞之間的戰(zhàn)爭(zhēng)已經(jīng)持續(xù)了4億年,在病毒的長(zhǎng)期威脅下細(xì)胞也不堪示弱地在不斷進(jìn)化開(kāi)始適應(yīng)這種復(fù)雜的環(huán)境。很早之前諾貝爾醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)得主萊德伯格曾經(jīng)說(shuō)過(guò),同人類(lèi)爭(zhēng)奪地球統(tǒng)治權(quán)的唯一競(jìng)爭(zhēng)者就是病毒。

那病毒究竟是怎樣攻擊人體細(xì)胞的?而人體又有哪些防御手段?

首先,病毒會(huì)以哪一種無(wú)法察覺(jué)的方式潛入人體,雖然皮膚是人體一道很好的防線,但是我們的弱點(diǎn)同樣也暴露得非常明顯,就是鼻子、嘴巴、眼睛。在清潔鼻孔、摸嘴巴等不經(jīng)意地觸碰極有可能會(huì)讓病毒快速地潛入人體,所以平時(shí)佩戴口罩、飯前便后勤洗手,和保持呼吸道衛(wèi)生就可以有效地從源頭上阻止病毒的進(jìn)攻。

病毒進(jìn)入人類(lèi)身體僅是第一步,病毒的最終目標(biāo)是奔向細(xì)胞的核心。

病毒攻占細(xì)胞核的主要目的是繁衍數(shù)以萬(wàn)計(jì)的子孫后代,當(dāng)然病毒想攻占人體的每一個(gè)細(xì)胞,這時(shí)它們的目標(biāo)前景雖然美好,但人體的免疫系統(tǒng)是不可能讓其肆意妄為,免疫系統(tǒng)在察覺(jué)病毒入侵時(shí),免疫系統(tǒng)會(huì)及時(shí)為細(xì)胞設(shè)下第一道防線,并釋放大量的抗體會(huì)附著在病毒表面(也可以認(rèn)為是一種標(biāo)記),緊接著收到消息趕來(lái)的白細(xì)胞會(huì)立即展開(kāi)饕鬄盛宴式的吞噬整個(gè)病毒。

病毒同樣不堪示弱,數(shù)量眾多的病毒會(huì)讓白細(xì)胞感到無(wú)可奈何,根本無(wú)法做到完全吞噬掉所有的病毒,還是會(huì)讓成千上萬(wàn)的病毒突破第一道防線來(lái)到細(xì)胞表面。

細(xì)胞的神奇之處,微觀世界中分子結(jié)構(gòu)僅次于夸克。在微觀世界中水分子、氧是可以直接穿過(guò)細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部,而體型大過(guò)于分子的病毒想要輕松進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)部就沒(méi)那么容易。

然而細(xì)胞在長(zhǎng)期與病毒的對(duì)抗中,病毒似乎早就進(jìn)化出了能穿透細(xì)胞膜這扇大門(mén)開(kāi)門(mén)的鑰匙,當(dāng)病毒有了鑰匙后就能輕松地騙過(guò)細(xì)胞膜表面的監(jiān)控蛋白。雖然部分病毒能夠潛入細(xì)胞內(nèi)部,這時(shí)也用不著害怕,因?yàn)榻酉聛?lái)的時(shí)間病毒還要面對(duì)細(xì)胞內(nèi)的分揀站和內(nèi)體釋放。酸會(huì)對(duì)進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)的物質(zhì)進(jìn)行分解加工,并決定將它們運(yùn)往細(xì)胞的哪個(gè)部位。也就是在這里大部分病毒都會(huì)被分解。注意只是大部分并非所有都,被分解的病毒會(huì)釋放出一種特殊的蛋白質(zhì),這種蛋白質(zhì)會(huì)把分揀站的內(nèi)膜撕開(kāi),然后解救剩下的病毒大軍。

這時(shí)幸存下來(lái)的病毒大軍距離細(xì)胞核也就只剩五微米的距離,細(xì)胞淪陷迫在眉睫。不過(guò)最少九成的病毒將永遠(yuǎn)止步于此,因?yàn)樵谶@里它們無(wú)法利用線粒體釋放能量(反應(yīng)式為24[H]+6O2→12H2O+能量),也就無(wú)法自主游動(dòng)。然而數(shù)億年的競(jìng)賽中同樣讓病毒進(jìn)化出了能依附于馬達(dá)蛋白的精確結(jié)構(gòu)(用ATP水解酶向正極運(yùn)輸小細(xì)胞)。

馬達(dá)蛋白是細(xì)胞內(nèi)部的搬運(yùn)工,負(fù)責(zé)運(yùn)輸和內(nèi)體分解后的物質(zhì)。病毒只需要偽裝成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),就能欺騙馬達(dá)蛋白把自己帶到想去的地方。病毒搭上了順風(fēng)車(chē)并以極快的速度奔向細(xì)胞核。從病毒攻入細(xì)胞開(kāi)始已經(jīng)過(guò)去了幾個(gè)小時(shí),再有一個(gè)小時(shí)就可以成功抵達(dá)細(xì)胞核。

那么病毒為什么一定要攻擊細(xì)胞?大家和平相處不好嗎?

答案總是出乎意料。病毒和細(xì)胞實(shí)際上就是一種類(lèi)同的機(jī)器結(jié)構(gòu)的只是不同版本而已,兩者的目的都是為了更好地控制自己,但唯獨(dú)不同的是病毒的結(jié)構(gòu)相對(duì)較簡(jiǎn)單,唯有利用人體細(xì)胞機(jī)制才能實(shí)現(xiàn)這一目的。之前科學(xué)界都認(rèn)為細(xì)胞的防御機(jī)制僅到此為止,再?zèng)]有什么能阻擋病毒前進(jìn)的其它能力。

出乎意料的是細(xì)胞內(nèi)部同樣也有屬于自己的免疫系統(tǒng),這是一種特殊蛋白會(huì)在細(xì)胞內(nèi)的運(yùn)輸公路上不斷巡邏,一旦發(fā)現(xiàn)攜帶抗體的東西,他們就會(huì)附著上去加重標(biāo)記,然后招來(lái)粉碎機(jī)蛋白酶體,將其攪碎消滅。

雖然還有第四道防線,但我們也不能高興太早,因?yàn)榭傆新┚W(wǎng)之魚(yú),從一開(kāi)始就沒(méi)有附著抗體的病毒再次暢通無(wú)阻,在馬達(dá)蛋白的幫助下很快來(lái)到細(xì)胞核表面,進(jìn)入細(xì)胞核的唯一通道就是在其表面的核孔,數(shù)十億條化學(xué)信號(hào)和指令就是通過(guò)核孔在DNA和細(xì)胞之間來(lái)回傳遞。

核孔上的蛋白觸角會(huì)把病毒當(dāng)成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)往細(xì)胞和內(nèi)部拖拽,而另一邊的馬達(dá)蛋白居然以為遇到了障礙,然后拼命朝反方向拉扯,然后病毒此刻被他們活生生地撕裂開(kāi)來(lái)。不過(guò)可千萬(wàn)不要以為入侵就這樣結(jié)束了,其實(shí)這恰恰是病毒想要的結(jié)果,本來(lái)病毒分子就因體積過(guò)大無(wú)法穿過(guò)核孔,正好核孔上蛋白觸角將外殼撕裂,病毒DNA剛好可以長(zhǎng)驅(qū)直入細(xì)胞核內(nèi)部,真正的大戰(zhàn)就此拉開(kāi)了序幕。

在細(xì)胞核內(nèi)病毒DNA將取代原本細(xì)胞DNA發(fā)出的命令,細(xì)胞的DNA機(jī)械會(huì)盲目地將病毒的遺傳編碼轉(zhuǎn)錄成給細(xì)胞的執(zhí)行指令,細(xì)胞核外核糖體會(huì)嚴(yán)格遵照指令生產(chǎn)出病毒蛋白,生產(chǎn)好的病毒蛋白會(huì)被召回細(xì)胞核內(nèi)部組建病毒大軍。

為了節(jié)省能量,病毒會(huì)停止細(xì)胞內(nèi)所有對(duì)自己無(wú)用的程序,隨著正常給養(yǎng)的停止,細(xì)胞開(kāi)始了衰敗。但病毒大軍此刻正在快速成倍數(shù)復(fù)制。

說(shuō)到這里你有沒(méi)有想過(guò),病毒為什么能夠這么輕易就沖破人體的防御機(jī)制并進(jìn)入細(xì)胞核內(nèi)部?

當(dāng)然,其實(shí)雙方之間的戰(zhàn)爭(zhēng)由來(lái)已久,相互之間有點(diǎn)了解彼此也很正常,但最重要的原因恐怕大家很難能想到,病毒其實(shí)也是由人體自身的細(xì)胞碎片演變而來(lái),雙方都是由相同的組織構(gòu)成,所以病毒才很明確地知道攻擊細(xì)胞的方法。

此時(shí)病毒攻入細(xì)胞也有兩天時(shí)間,經(jīng)過(guò)忙碌地復(fù)制后病毒大軍組建完成,脆弱的細(xì)胞核再也無(wú)法容納它們。終于,細(xì)胞膜破裂,所有的病毒猶如火山爆發(fā)噴涌而出,真正的對(duì)抗將要正式拉開(kāi)序幕,病毒大軍如潮水般涌向附近健康的細(xì)胞,僅氣勢(shì)就相當(dāng)駭人。

不過(guò)我們也不用擔(dān)心,因?yàn)榫驮诓《酒疵敝车臅r(shí)候,垂死的細(xì)胞在生命最后一刻向外界發(fā)出了病毒警告。當(dāng)病毒大軍組建完畢的同時(shí),體內(nèi)的抗體也順勢(shì)完成了多輪升級(jí)改造,抗體裝備了全新專(zhuān)門(mén)應(yīng)對(duì)病毒的封鎖武器。

緊接著,巨型白細(xì)胞也趕到戰(zhàn)場(chǎng),瘋狂吞噬四處逃竄的病毒。不僅如此,附近健康的細(xì)胞也會(huì)進(jìn)行自我摧毀以阻止病毒擴(kuò)散。直到這個(gè)階段我們才能意識(shí)到體內(nèi)發(fā)生的戰(zhàn)爭(zhēng),為了把更多的白細(xì)胞送達(dá)戰(zhàn)場(chǎng),體內(nèi)的血流量會(huì)增加至以往的一倍,這樣一來(lái)就會(huì)使鼻腔腫脹,因?yàn)楸乔黄つw厚度屬于人體最薄的區(qū)域。我們感到的鼻塞實(shí)際上就是人體對(duì)抗病毒的最直接表現(xiàn)。

最終,在體內(nèi)免疫系統(tǒng)出色地配合之下,人體的整個(gè)系統(tǒng)成功阻止病毒擴(kuò)散,取得這場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)的最終勝利。然而,從宏觀角度來(lái)說(shuō),這是一場(chǎng)永無(wú)止境的軍備競(jìng)賽,病毒和細(xì)胞相輔相成,病毒不斷攻擊,迫使細(xì)胞不斷進(jìn)化。

事實(shí)上,一旦感染某種病毒,我們的免疫系統(tǒng)就會(huì)專(zhuān)一為其制造一種特殊有效的抗體細(xì)胞,并永久地刻在骨髓里,如果再次發(fā)生感染,免疫系統(tǒng)就會(huì)迅速產(chǎn)生反應(yīng),以最快的速度和這些病毒在體內(nèi)周旋。

雖然這次體內(nèi)免疫系統(tǒng)戰(zhàn)勝了入侵病毒,但仍舊會(huì)有其他新型病毒繼續(xù)攻擊我們,所以平時(shí)做好個(gè)人防護(hù),勤洗手、愛(ài)干凈切莫大意,如果某天真被病毒感染了也不用過(guò)于驚慌,因?yàn)轶w內(nèi)的免疫系統(tǒng)并不是靜止不動(dòng)的,可以說(shuō)它們勤勞遠(yuǎn)超過(guò)我們個(gè)體本身。

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