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为了人体健康,它们每天钻进钻出血管壁十几次

已有 7334 次阅读 2017-1-23 09:30 |系统分类:科普集锦| 免疫, 致病菌, 病原菌, 血管, 白细胞

老人和孩子的抵抗力弱,每到冬天,医院里感冒,发烧,咳嗽,打吊瓶,做雾化的人很多。前不久,孩子咳嗽的厉害,去医院了,大夫让抽血做个血常规检查。结果,孩子的白细胞数量数量高于正常值,很可能是身体有了炎症。白细胞升高,预示身体正在对抗病原菌,身体正在产生大量的白细胞。白细胞属于重要的人体防御系统的一部分,各种病原微生物侵入人体后,血液中的白细胞就会积极主动的出来参与战斗,这时血液中的白细胞数量就会增加。检查血液里白细胞的数量是诊断疾病的重要手段。

白细胞--身体的“健康卫士”

白细胞(leukocyte,white blood cell(WBC))是血液中的一类细胞,它们个头比较大,在血液里数量比较少,与红细胞那扁扁的形状相比更圆滚,也被称做白血球。

                    白细胞与红细胞,图片来自标准信息。

白细胞并不是一种细胞,还可以细分为含有嗜色颗粒的中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞,以及单核细胞和淋巴细胞。


              白细胞类型,图片来自网络。

这些白细胞在人体内充当“保护神”的角色,它们随着血液循环,遍布全身,时刻巡查身体各个部位,监控着各个部位的“捣乱分子”,防止它们入侵人体,引起疾病。因此,这些“保护神”的主要作用就是吞噬细菌、防御疾病。


           血管和血液细胞,图片来自网络

当有病菌侵入人体时,白细胞会将病菌包围,然后张开它的“大嘴巴”,一口吞掉这些病菌。

          胞吞作用,图片来自网络

有些病菌并不好对付,它们可不愿意这么简单的就被白细胞给吃掉,有些病菌长着鞭毛,它们会逃跑。但白细胞真不是白给的,白细胞也会对病菌穷追不舍,即使病菌逃到天涯海角,白细胞也要追上它们,并且毫不留情的一口吃掉!

        别跑了,让我吃掉!图片来自网络。

有些人担心,白细胞吃了病菌,它自己会不会被感染呢?别担心,实际上白细胞吃下了病菌后会在肚子里把它们“大卸八块”,在肚子里把它们给消化分解掉,最后,还能把它们给排泄掉!真是能吃,也能拉!

          细胞吞噬,分解和吐出示意图,图片来自网络。

白细胞的穿越功夫

那么问题来了!病菌入侵可以出现在人体多个部位,比如孩子咳嗽,嗓子里出现了病原菌入侵,白细胞在血管里,隔着“千山万水”,即使本领再大,那也得够得着病原菌才可以啊。隔空喊话肯定是行不通的,还得要动点真格的才行。

        细胞穿过毛细血管过程,图片来自网络

实际上,白细胞有“七十二变”的本事,一旦发现病原菌,它们能通过变形而穿过毛细血管壁,这个过程叫做:白细胞跨内皮迁移( leukocyte transendothelial migration,TEM)。一旦从血管里出来,白细胞就会集中到病菌入侵的位置,开始消灭它们。

   白细胞穿过细胞壁, 图片A. Barzilai et. al. Cell Reports 18, 3 (17 January 2017) 2017 Elsevier Inc.

然而,人们并不清楚,这么大个的白细胞是如何穿过血管壁的。血管壁可以阻挡外来颗粒并封住血液、血浆和免疫细胞,白细胞的穿越过程始终不清楚。最近,发表在《细胞报告》上的文章清晰的揭示了白细胞的穿越过程。

他们先用荧光标记显示了细胞核和血管壁的详细结构,接下来他们用视频显微镜跟踪了这一过程(视频见文末)。

他们发现,白细胞并不是像原来人们认为的,通过血管上的细胞给开的“后门”进行穿越,而是白细胞会通过自己变形,并穿过血管壁的。

       白细胞穿越血管细胞壁的过程,图片来自A. Barzilai et. al. Cell Reports

圆圆滚滚的白细胞要穿越血管壁并非易事,细胞质还好说,关键是白细胞是有细胞核的!如果把细胞比作一个大枣,细胞核就像大枣里的核,个头大还坚硬,拖着这么大个核穿梭血管壁,想想都不可能。

但是,白细胞有个特殊的本领,那就是可以将其体积较大的细胞核软化,并将其推动到细胞前缘,白细胞再用探针迫使血管壁中的过渡支架分开,挤出一条缝后,细胞再挤入其内部,完成了整个穿越过程。


白细胞会一直在你的血管壁上撕开孔洞,然后钻进钻出。在这个过程中,像纺线一样形成血管壁支架的的纤维会折断,但很快,血管壁会轻而易举地修复那些裂痕,再次维持正常的细胞。

        白细胞穿过细胞壁吞噬病原菌过程,图片来自网络。

白细胞为了保护人体,它们会每天钻进钻出血管壁达到10次以上,而这个过程是不会对血管造成永久性损伤的。正是这些白细胞不停的穿越,消灭了进入人体的绝大多数病原菌,保护人体远离疾病。也许转移性癌细胞,具有跟白细胞类似的本领,也能轻易的穿越血管壁,从癌组织迁徙到血液内部并向全身散播癌症。

临近春节,新一轮的降温又开始了,寒潮来袭,又一波人要去医院了。

请大家注意防寒保暖,少给这些辛勤工作的白细胞添麻烦!

      细胞吞噬过程,图片来自网络

参考文献:

Leukocytes Breach Endothelial Barriers by Insertion of Nuclear Lobes and Disassembly of Endothelial Actin Filaments

http://www.cell.com/action/showImagesData?pii=S2211-1247%2816%2931798-3




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