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这么无私的细胞,把自己的细胞核细胞器都扔了,就只为了给你带东西
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2023.08.20 北京

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细胞是构成生物体最基本的结构和功能单位,体形极其微小,常常需要借助显微镜才能观察到。

显微镜下的细胞 图|网络

细胞的形态多种多样,但无论何种形态,它们几乎都由三大部分构成:表面的细胞膜(高等植物在细胞膜外还有细胞壁核心的细胞核、以及细胞膜包裹的细胞质

动植物细胞亚显微结构 图|网络

细胞膜包围的区域内细胞核充满了半透明的胶状物质,含水量高达80%。里面有很多微小的颗粒,称为细胞器。它们能力各异,分工合作,共同协同完成细胞功能。

如果说细胞是一家公司,那么细胞膜就是公司的围墙;带有遗传物质DNA的细胞核是公司的高管,指挥整个公司运转细胞器就是公司下属的各个职能部门:

电镜下细胞器 示意 | 图自网络

比如,作为能量部门的线粒体;回收部门的溶酶体;产品生产部门的内质网;负责产品运输的高尔基体等等。

作为结构功能复杂的高级生命体,人体有无数种形态功能各异的细胞,它们具备细胞的一般结构:细胞膜、细胞核、细胞质,以及胞质中的线粒体、核糖体、高尔基体等等。

人体多种细胞 示意 图|网络

但是你知道吗,在这众多的细胞中,有一种特别特殊的细胞,在生长发育成熟的过程中,它为了你,居然长着长着就把自己的细胞核和细胞器都抛弃了,形成了一类只有细胞膜的细胞(还能称为细胞吗?),这就是老百姓非常熟悉的红血球:

红细胞图片 图 | 全景视觉-QJ6451609166

说是红血球,但它根本不是球形,而是扁圆形。就像一个中间没有洞洞的甜甜圈,边缘凸出且厚,中央凹陷而薄,更像一个圆形的盘子,因而称“双凹圆盘状”:

红细胞-甜甜圈-圆盘子 图|网络

这种特殊的形状保证了红细胞在血浆中呈悬浮状态不会下沉,方便流经全身而不至于滞留在某处;也方便红细胞在通过比自己直径还细的毛细血管时折叠、变形而不至于被挤破,通过后仍恢复原状;还能最大限度地增加体表面积方便气体交换。

红细胞变形经过狭窄管腔 图|网络

红细胞在骨髓中生成:骨髓造血干细胞分化形成原始红细胞,再经过四次有丝分裂后发育成熟,释放入循环血。具体流程大概如下:

骨髓(造血干细胞→红系定向干细胞→原始红细胞(红系祖细胞)早幼红细胞中幼红细胞晚幼红细胞网织红细胞成熟红细胞入血

红细胞发育过程  图|网络

这是从核幼稚红细胞无核网织红细胞再到成熟红细胞的发育过程。可见,红细胞成熟入外周血时细胞核和细胞器消失。

没有细胞核,意味着成熟红细胞失去了具有遗传、调控、合成功能的DNA,无法制造自己的结构,也无法维持长久。不仅如此,成熟红细胞也没有细胞器,这就等同于一个公司没了指挥中心,也没了各个职能部门,它这是要干嘛?

正常成年人成熟红细胞90%以上都是血红蛋白血红蛋白珠蛋白血红素组成,是一种含铁的蛋白质:

血红蛋白-血红素分子结构式 图|网络
如上图所示:1条肽链和1个血红素分子构成血红蛋白的1个亚单位,4个亚单位通过盐键结合构成的四聚体就是血红蛋白


生理条件下,肽链(分α链、β链)螺旋、折叠、盘绕成球形,珠蛋白,把血红素分子抱在里面。血红素是非蛋白质成分,具有卟啉结构,由中心的1个亚铁离子与卟啉环上的4个“吡咯基配位形成(所以血红素又称“亚铁原卟啉


作为辅基,亚铁离子能与氧结合,这种能力在氧含量高的地方尤其明显,比如肺部(肺毛细血管):



红细胞中与氧气结合的血红蛋白  图|网络

血红蛋白在氧浓度高的地方容易与氧气(O2结合,到氧浓度低的地方分离氧气供组织利用,同时结合新陈代谢产生的二氧化碳(CO2运回肺部排出体外。如果红细胞破裂,血红蛋白溶解于血浆中,这种功能就丧失了

这使得红细胞成为你体内的运输队日复一日重复着枯燥却不可缺的运输工作,成为你血液中数量最多的血细胞,多到多少?

健康人群红细胞及血红蛋白参考值 图|网络

10的12次方,白细胞、血小板等只以10的10次方计数。这也是为什么你流出来的血看起来是红色,而不是血小板或者白细胞的颜色的原因。

红细胞 图|网络

但因为没有细胞核和细胞器,就像一家企业没有高管也没有职能部门一样,红细胞自己无法制造自己的结构,也无法维持自己的结构长久容易受损和衰老。

当白细胞发现衰老的红细胞会毫不留情将其销毁,每分钟大约有一亿五千万个红细胞会因此而壮烈牺牲!

你看看,为了你,红细胞把自己的细胞器以及细胞核都卸了,目的就是誊出足够的空间,装上满满的血红蛋白,就像一个集装箱,有生之日只专注于一件事:为你输送生命所必须的氧气!真可谓是毫不利己专门利人的“雷锋”细胞。

显微镜下正常的红细胞和白细胞 图 | 网络

幸运的是,衰老的红细胞在脾脏、肝脏的网状内皮系统被白细胞摧毁后,释放出的铁成为新的原料,用于合成新的血红蛋白

正常情况下,每分钟会诞生约一亿五千万个(与每日衰老死亡的红细胞数量相当)新的成熟红细胞。大约每隔5天,你的骨髓就会释放一波新兵上前线为你服务。


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