紅細胞和中性粒細胞真的能戀愛嗎？

最新 08-24

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之前我們藉助《工作細胞》這一最近熱門的動畫，給大家介紹了關於血小板以及流感病毒的知識（需要補課的朋友點擊下方鏈接）。但其時我們一直忽視了其中的主角：紅細胞和中性粒細胞（白細胞是各類免疫細胞的總稱，大家別搞混了哦）。

不少人紛紛吐槽：明明我還是單身，為什麼我的細胞就開始談戀愛了？！（是的我也有這個疑惑）事實上，大家稍微查一下就知道，紅細胞在體內存在120天，而中性粒細胞存在4-5天，他們是，不！可！能！在！一！起！的！放心了吧？

……

恩，狗糧真好吃

恩，真香

恩，真可愛，他們還是打小認識……

恩？怎麼還可以這種操作？

那麼這一期，就讓我們來了解一下紅細胞和中性粒細胞的故事吧！

細胞的產生真的這麼隨意嗎？

動畫第六集中，紅細胞誕生似乎非常隨意，護士小姐姐（造血幹細胞）看了眼頭髮就定了下來，完全就是隨心的吧？其實不然，這中間其實涉及到了幹細胞的作用。

小姐姐你真的這麼隨意嗎紅頭髮就是紅細胞？那少年白髮就是白細胞了嗎？中國人的細胞怕不是都是黑的了

那麼什麼是幹細胞（stem cell）呢？這裡簡單給大家介紹一下。大家都知道，細胞組成了我們身體，而所謂的「37兆2千億」各式各樣的細胞（其實這個數字沒那麼精確），則是由細胞分裂和細胞分化產生的。但是，卻不是所有的細胞都有分化的能力，而具有很強的分化能力的細胞，就是幹細胞。

給大家回顧一下高中生物的細胞分裂和分化，分裂就是圖中顯示的一個細胞變兩，而分化就是細胞的功能也發生改變，比如組成皮膚啊，組成肌肉啊之類的

幹細胞又分很多的種類。大家應該很好理解，精子和卵子結合形成的受精卵，就是分化能力最強的幹細胞，因為他可以，最後變成一個完整的人（個體）。而類似的這些，在早期存在於胚胎，又有可能分化成個體或者組織器官的幹細胞，我們稱之為胚胎幹細胞（embryonic stem cell，ESC）。而相對的，在我們一生中，不停給我們造血、修復身體的幹細胞，則是成體幹細胞（adult stem cell）。

細胞培養中的人胚胎幹細胞，圖源維基百科

大家知道，器官移植一類的治療往往非常複雜，而且經常有自身的免疫排斥。但是胚胎幹細胞，不是可以分化成組織或者器官嗎？所以這在臨床上就有了很大的應用前景，而且人們可以利用它來治療很多的複雜疾病，比如帕金森病、糖尿病等等。但是相對應的，它也有一定風險或者道德問題，比如體外培養會不會很容易變成腫瘤？又或者胚胎細胞來源於胚胎，算不算是一個生命？這樣的矛盾與衝突，也是科學經常引起人們思考的地方。

2009年，時任美國總統奧巴馬解除對胚胎幹細胞研究的限制，圖為法令簽署現場。不同國家對待這一方面的研究態度也截然不同。圖源維基百科

咳咳，話題跑遠了。我們的造血幹細胞，其實就是成體幹細胞的一種。以生成紅細胞為例，其實並不想動畫那樣一個鐵球打開出來個祖細胞寶寶的（什麼鬼啊？），造血幹細胞會發生不對稱的分裂，一個繼續保留為造血幹細胞，另一個則分化成祖細胞。之後祖細胞再發生大量分裂，以滿足所需要的紅細胞的數量。這樣的操作，以及一些精細的調控，也是嚴格控制了我們體內細胞數量的穩定。

作者似乎還給每一個漫畫中細胞的來源做了詳細的家譜呢（上圖），可以說對看不懂生物、醫學的大家來說真是太友好了：這麼可愛的細胞當然就記住了呀！（不可能的）

但這似乎並不能解釋我們提的問題：造血幹細胞就這麼隨意決定了紅細胞嗎？這其實和細胞所處的環境，我們稱為微環境（niche），有關係的。以造血幹細胞為例，造血幹細胞主要分布在骨內膜，也就是骨髓靠近骨頭表面的部分。因此造血幹細胞骨骼周圍的一些細胞相互之間會有「溝通」，而這些細胞接收到，例如「啊！紅細胞不夠了！」這樣的信號時，就會傳達給造血幹細胞，那麼造血幹細胞接收到信號，就會向紅細胞的方向進行分化。同樣其他細胞也會有類似的信號。

教科書上關於紅細胞生成的調節的一個介紹

這裡提一下骨髓捐獻和移植。由於造血幹細胞對於白血病或者一些貧血疾病有著重要的作用，因此骨髓移植是一種重要的治療手段。但是也需要嚴格的免疫匹配，如果不匹配則會出現嚴重的病症，因此捐獻骨髓也有嚴格的程序。具體的捐獻過程則和獻成分血差不多，分理出血液中的造血幹細胞，再重新把血液輸回去。

關於骨髓，印象最深的是《家有兒女》第四季12集中出現的「捐骨髓」，被大媽形容成了「用鑽子鑽出來」、「像吸大骨一樣吸出來」，其實骨髓的捐獻不管是捐獻者或者患者，都只是注射抽取或注入

你的身體里都是迷路細胞嗎？

動畫中的紅血球被塑造成了一個，經常迷路的形象，經常運輸著氧氣就不知道該往哪裡走了，甚至從小就有了「迷路天賦」，於是大家開始擔心自己身體的細胞是不是也是總是迷路……

迷路也要從娃娃抓起

喵喵喵？紅細胞連細胞核（細胞的控制中樞）都沒有，要真的話那可能是連腦子都沒有，你還在擔心她會不會迷路？不說那麼誇張了，不過這裡提到了紅細胞的脫核作用。一般我們形容細胞核都是細胞的「大腦」，不過把腦子抓掉什麼的實在太黑暗了。因此動畫藉助帽子本體，摘掉小球來形容脫核，但是實際上，是紅細胞在分化過程中，細胞核皺縮，與細胞質分離的一個過程。

看起來很輕鬆，但是想想那是腦子的話，感覺真的很疼呢

那為什麼是巨噬細胞小姐姐來脫核呢？巨噬細胞上面的一些蛋白可以吸附紅細胞，然後吞噬紅細胞的細胞核，並且分泌鐵蛋白促進紅細胞的成熟。仔細想想，巨噬細胞小姐姐，把腦子挖下來，還要吃掉？？？太可怕了！不過玩笑歸玩笑，關於脫核的具體機制，有很多假設和研究，但還沒有定論，而相關的研究可能有助於血液捐獻等問題的緩解。

真實的紅細胞脫核的模式圖

圖源《紅細胞成熟脫核機制的研究》

講回紅細胞會不會迷路的問題，其實紅細胞只是隨著血液的流動不斷前進到各個組織，再回到心臟，開啟新的旅途。存活120天的紅細胞，在你體內要走20萬次循環。而血管其實大致是一個單行道，動脈有心臟提供前進的動力，而靜脈則是由靜脈瓣，來避免血細胞的迴流，毛細血管則可能存在一些微循環，連通到各個組織中，發生氣體和營養物質的交換（也就是動畫裡面紅細胞送快遞了）。可見迷路是不可能迷路的，這輩子都不可能的。而奔波一輩子的紅細胞，又怎麼可能談戀愛呢？

第二集中出現的紅細胞想逃跑卻被靜脈瓣膜擋住了的現象，就是避免血細胞迴流。大家可能會發現不同的紅細胞似乎有淺色的和深色的區別，這與是否有運輸氧氣有關，也是為什麼動脈血比較鮮艷的原因

中性粒細胞都這麼厲害嗎？

動畫中總是能及時出現在紅細胞面前，及時殺掉細菌的，就是中性粒細胞。看起來中性粒細胞總是拿著兩把匕首衝來衝去，還會遊走，哪裡都會出現，特別厲害。但是現實的中性粒細胞呢？

GIF

影像來自David Rogers

中性粒細胞主要依靠的吞噬作用，來吞噬細菌，進而達到殺死細菌的目的，所以這個情節可能更加合適：

中性粒細胞最獨特的特性，就是趨化和遊走了。他們的感應器（就被吐槽頭上很醜的那個）會感知細菌等病原的存在，並通過快速的遊走，向那邊移動。遊走的速度可以達到30μm/min（對於細胞來說很厲害了！）。

有人製作了細胞的真實大小的還原圖，太真實了~

但是為什麼，中性粒細胞只能存在4-5天呢？為什麼就不能和紅細胞一起戀愛呢？因為，他要殺菌。中性粒細胞通過吞噬作用吞噬細菌，同時細胞內的各類酶以及滅菌相關的蛋白，發揮作用，殺滅細菌。但是，在他們吞噬完3~20個細菌之後，便會發生解體。即使解體了，他們釋放的各種溶菌酶會形成膿液，繼續保護你。

所以，其實導致細胞們不能戀愛的

其實是你啊！