新陳代謝是生物的基本特徵之一,人類也不例外。我們的細胞和組織每時每刻都在新陳代謝,不停地在與環境交換能量和物質。
以前小天從不知道人體一天能夠產生多少個細胞,讀書時的教學書上沒有寫過,在平時上網衝浪時也沒看到過這個資訊。
現在有科學家給出了答案,據悉,以色列魏茨曼科學研究所發表在《自然-醫學》上的一項新研究指出,人體每天會新生成約3300億個細胞,每小時137.5億個細胞,每秒產生超過380萬個新細胞。
380萬個新細胞,也意味著我們每1秒也會死亡這麼多細胞。我們都知道舊細胞分裂複製出一個新細胞,其中關鍵物質是DNA。雙螺旋的DNA分裂成兩個單鏈,單鏈各自成長複製為一個完整的DNA雙鏈分子。DNA複製的結果是一條DNA雙鏈變成兩條一樣的DNA雙鏈,每條雙鏈都與原來的雙鏈一樣。DNA複製後,再複製生成細胞核、細胞液、細胞膜等,完成一個完整的細胞分裂複製。
有個問題是,細胞分裂複製可以無窮無盡嗎?目前,科學界有對於人類壽命與細胞安全分裂複製的上限有關的理論學說。有不少人認為透過計算細胞安全分裂複製的上限,能推匯出人類的壽命上限約為125年。DNA末端的端粒決定了細胞安全分裂複製的上限。細胞的每一次分裂複製所產生的每個子細胞中,其DNA端粒長度都會比母細胞有所減少。當端粒被消耗完畢時,細胞將停止分裂複製,細胞將自然死亡。當死亡的細胞越來越多時,人類開始衰老,到達一定閾值後,生物達到生命終點。一般人類細胞的分裂複製週期極限為50代左右。
這是著名的端粒學說,小天覺得挺有道理,小天大膽猜測一下,衰老是一個綜合性的結果,應該不僅僅與端粒有關係。人類的生物科學還有很長的路要走,生命微觀世界的奧秘,可能永遠也探索不完。
端粒失控,將可能產生人人聞之色變的癌症細胞。因為端粒機制失控,癌症細胞可以無限瘋狂複製,同時,沒有端粒保護的DNA,將很容易發生變異,產生更大的問題。對於細胞來說可能已經實現了永生,但是,對於一個精密複雜的生物系統(人)來說,整個系統如果失控了,結果不言而喻——死亡。
關於永生和死亡,小天下一期給大家介紹一下。
現在我們重返主題,魏茨曼科學研究所相關團隊研究調查了不同細胞型別表現出的壽命變化,並用質量和數量來量化細胞更替率,填補了關於人體整體細胞更替動力學的知識空白。
計算基於一個20到30歲之間的健康男性,體重70千克,身高170釐米。為了估算細胞更替率,研究人員把佔細胞總數0.1%以上的每種細胞型別都包括在內。
透過計算得出,細胞更替率大約為每天80克,即3300億個細胞。其中大部分是血細胞,其次是腸道細胞,而其他細胞僅佔不到百分之二。
具體來說,其中86%是血細胞,主要是紅細胞和中性粒細胞。另外12%是胃腸道上皮細胞,其餘的則包括少量的表皮細胞(1.1%)、血管內皮細胞和肺細胞(各佔0.1%)。
雖然血細胞在數量上佔據了絕對優勢,但在質量上卻完全不同。血細胞僅佔新生細胞總質量的48.6%,胃腸道上皮細胞則佔了41%,面板細胞佔4%。而那些幾乎僅有極少數量的脂肪細胞,就佔據了4%的質量。
當然,隨著年齡、健康狀況、體型和性別等因素,這些數字可能因人而異。
看來為了讓我們更健康,應該更好地提供骨髓造血紅細胞所需的營養。我們可以多補鐵離子,提供更好的營養,讓新細胞產生的更容易,這樣或許也能間接的有益健康!