细胞是我们人体的结构和功能单位。组成我们人体的有无数多的细胞,大约有40万亿~60万亿个这么多。它们形状各异,平均直径在10微米~20微米之间。
第一节生命之始——卵细胞和精子细胞
在我们人体内,最大的细胞要数卵细胞了,是名副其实的“大姐大”。卵细胞是雌性生物的生殖细胞。在我们人体内,卵细胞通常是由女性性腺卵巢产生的,直径约为0.2毫米。
卵巢的主要功能除了分泌女性必需的性激素外,还有个功能就是产生卵子。
当女性在胚胎时期约3~6周时既已形成卵巢的雏形。在出生前,卵巢中已有数百万个卵母细胞形成。经过儿童期、青春期,到成年也就只剩10万多个卵母细胞。卵母细胞包裹在原始卵泡中,在性激素的影响下,每月只有一个原始卵泡成熟,成熟的卵子再从卵巢排出到腹腔。一般来讲,女性一生成熟的卵子约为300~400个,其余的卵母细胞便自生自灭了。
通常一个卵细胞排出后约可存活48小时,在这48小时内等待着与精子相遇、结合。若卵子排出后由不能与精子相遇形成受精卵,便在48~72小时后自然死亡。失去这次受精的机会,就要等到1个月后另一个卵子成熟并被排出。左右两个卵巢通常是轮流排卵,少数情况下能同时排出两个或两个以上的卵子,如果分别与精子相结合,就出现了双卵双胞胎和多卵多胞胎。
下面,看一下卵细胞迁移的过程。
卵子运行的主要环节是输卵管伞端的作用。根据一些动物体内的直接观察,排卵后卵子并不在腹腔内游走很长的距离。由于输卵管肌肉、系膜及卵巢固有韧带的收缩活动相互配合,使输卵管伞端与卵巢排卵部位非常接近。在人类,手术时也经常见到双侧输卵管绕向子宫后方,估计人的输卵管捕获卵子的功能与哺乳动物可能相似。
卵子进入输卵管主要是由于输卵管伞端的捡拾作用。近年来,人们在直视下观察,发现排卵的卵泡并非暴力破裂把卵子冲入腹腔,而是卵泡液带着卵丘细胞的次级卵母细胞经排卵点缓慢流出。排卵后由于孕激素的作用,输卵管伞端广泛分散、充血,输卵管收缩强度增加,加上伞端离排卵点很近,以及伞端大量纤毛的摆动,几分钟内卵子就被迅速送至壶腹部。输卵管液在输卵管的狭部流速比较快,而在壶腹部的流速则很慢,便于卵子在壶腹部停留,并在此处受精。卵子从卵巢排出后,15~18小时之内受精效果最好,如果24小时内未受精则开始变性。
精子是雄性动物的生殖细胞,其形状与一般细胞有很大差异。
各种动物的精子可以分为典型和非典型两类。典型的精子一般为蝌蚪状,头部近圆柱形(各种动物不尽相同),尾部细长,如鞭毛。
非典型的精子形态多样但均缺乏鞭毛。一个尚无解释的现象是所谓变异型精子的产生。在哺乳类(包括人类)、鸟类、两栖类、鱼类、昆虫和环节动物的同一个体中,除典型的精子而外,还产生特小、特大、或者甚至不止一条鞭毛的变异型。通常情况下,这些个体并没有发生病变或退化。海产和淡水前鳃类(软体动物)的变异型精子的形状与正常的完全不同。
第二节各有分工——人体的常见细胞
1.鲜血为什么是红色的——红细胞
所有的脊椎动物及若干无脊椎动物,其血红素包含在特定的细胞中来进行其机能活动。这种血球称为红细胞,或称红血球。
红血球是脊椎动物体内通过血液运送氧气的最主要的媒介,同时也是血液中数量最多的一种血细胞。
一般来说,人类的红细胞呈双面凹的圆饼状,边缘较厚,而中间较薄,就好像是一个甜甜圈,只是当中没有一个洞而已。红血球的这种形状可以最大限度从周围摄取氧气。同时它还具有柔韧性,这使得它可以通过毛细血管,释放氧分子。它的直径大约是6微米~8微米。
一般来说,成人体内的红细胞数大约在2~3×1013次方左右。
女性大约为400万~500万/立方毫米血液,男性为万500万~600万/立方毫米血液。女性比男性少的原因,是因为生理出血造成的现象。另外睾丸酮也具有刺激红细胞生成激素制造红细胞的功能。
在人及其他哺乳动物中,成熟的红细胞是无核的。这意味着它们失去了DNA。红细胞也没有线粒体,它们通过葡萄糖合成能量。
成熟的哺乳类红细胞是双凹盘状,如此可增加其表面积,使物质更容易通过其细胞膜。
(1)红细胞的生成
人体每小时要制造5亿个红细胞。新的红细胞主要在人体的骨髓内生成,特别是红骨髓。红骨髓靠红细胞生成素与铁离子产生。在正常情况下,红细胞生成激素的数量并不需要太多,就可以刺激骨髓制造红细胞。当不断监测血液的肾脏含氧量下降而以化学方式发出警告时,就会制造出较多量的红细胞生成激素,使骨髓制造红细胞的数量增加。红细胞生成素便命令骨髓制造一批新的红细胞,通过这样的机制,携氧量就会增加。
(2)红细胞对人体的功能
红细胞的主要功能是运输氧、二氧化碳、电解质、葡萄糖以及氨基酸这些人体新陈代谢所必须的物质以及废物;此外,还在酸碱平衡中起一定的缓冲作用。这两项功能都是通过红细胞中的血红蛋白来实现的。如果红细胞破裂,血红蛋白释放出来,溶解于血浆中,即丧失上述功能。
2.人体卫士——白细胞
人类对病毒和细菌的防御主要依靠白细胞来实现。白细胞是血液的重要组成部分。白细胞好像勇敢的“联合战斗部队”,它包括了五个“兵种”:嗜中性粒细胞、嗜酸性粒细胞、嗜碱性粒细胞、淋巴细胞和单核细胞。它们在白细胞总数中占有的份额多少不一,嗜中性粒细胞是其中数量最多的,约占50%~70%;嗜酸性粒细胞含量较少,约占2%~3%;嗜碱性粒细胞含量更少,只占总数的1%以下;淋巴细胞约占20%~30%,仅次于嗜中性粒细胞;单核细胞占3%~8%。嗜中性粒细胞能杀灭细菌。当细菌侵入人体后,可在身体的某个部位造成炎症,嗜中性粒细胞就迅速向炎症部位进军,亲临战斗第一线,先将细菌吸着在细胞膜上;然后细菌附着处的细胞膜向内凹入,将细菌代入粒细胞内,细菌即被包裹起来。医学上把这个功能叫吞噬。细胞中的中性颗粒对付细菌的“化学武器”,内有多种酶,其中就有溶菌酶。吞入的细菌很快被溶菌酶分解。单核细胞也具有吞噬病菌的作用。有人把中性粒细胞比喻作“步兵”,把大单核细胞比喻作“装甲部队”,其歼敌作用更强。淋巴细胞按其防御功能来讲,是一支负责侦察、监视,并能制造现代化武器的“特种部队”,积极参加人体内的免疫活动,提高人体的抵抗力。其中B淋巴细胞可制成免疫球蛋白,特异性地对付病菌。
而T淋巴细胞可制成淋巴因子,对付病毒和肿瘤细胞。两种淋巴都算得上是现代化武器。艾滋病正是因为T淋巴细胞严重受损,抵抗力几乎降到零,因此死亡率极高。此外,淋巴细胞还能识别体内正常细胞和来自体外的异物,并能将后者排斥,所以还起到“公安部队”的作用。嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞有解毒作用,并能提高人体抵抗异体蛋白的能力。中性粒细胞与病菌进行殊死的搏斗,战死的白细胞与细菌残骸,便形成脓;同时刺激造血系统产生和调动更多白细胞参战,所以炎症发生时,验血发现白细胞总数增多。
若白细胞异常增多,可就危险了,可能就是白血病了,即所谓的“血癌”。
白血病的特点是骨髓及其他造血组织中有大量无核细胞无限制地增生,并进入外周血液,使正常血细胞的内核被明显吸附。
该病居年轻人恶性疾病中的首位。原生性病毒可能使神经性负感组织增生,还有许多因素,如食物的矿物放射性化、毒化(苯等)或药物变异、遗传素质等,都可能是致病的辅因子。根据白血病细胞不成熟的程度和白血病的自然病程,分为急性和慢性两大类。
白血病是造血系统的恶性肿瘤,是最危险的疾病之一。根据调查,各地区白血病的发病率在各种肿瘤中占第六位。白血病是骨髓、脾、肝等造血器官中白血病细胞的恶性增生,可进入血循环、并浸润到全身各组织脏器中,临床可见有不同程度的贫血、出血、感染发热以及肝、脾、淋巴结肿大和骨骼疼痛。白血病原发病患者中,女性多于男性。
其特征表现为白血病细胞在骨髓及其他造血组织中呈恶性、无限制地增生,浸润全身各组织和脏器,产生不同症状;周围血液血细胞有量和质的变化。每天骨髓能产生上百亿个新的血细胞,大多数为红细胞。而患有白血病的人体内产出的白细胞比实际需要多得多,且多数的白细胞是不成熟的,为幼稚细胞,存活期比正常情况下要长。尽管这种白细胞数量很大,然而却不能像正常白细胞那样抗感染。体内这种白细胞的增多,会直接影响一些重要器官的功能,影响正常健康血细胞的产量。由于肿瘤细胞恶性增生,抑制红细胞和血小板止血的产生,甚至没有足够的正常白细胞抗感染,患者很容易受伤、出血、感染。
3.人体内最活跃的细胞——肝细胞
人体内线粒体最多的细胞是肝脏的肝细胞。每一个肝细胞内约有2000个线粒体。正常线粒体寿命为一周,线粒体可以通过分裂增生。线粒体的主要化学成分为蛋白质,约占65%,其他成分为甘油脂、卵磷脂、脑磷脂和胆固醇等。线粒体内含有多种酶(蛋白质),主要作用是为细胞功能活动不断提供能量。细胞生命活动所必需的总能量中,大约有95%来自线粒体。肝细胞是体内生命活动最活跃的细胞。
4.人体中的“防火墙”——免疫细胞
参加免疫反应的细胞称为免疫细胞,如淋巴细胞、浆细胞和巨噬细胞等,这些细胞统称为白细胞。免疫器官就好像是培训士兵和进行战略部署的军营,而免疫细胞好比是其中的一些不同军种的士兵。淋巴细胞起源于骨髓造血干细胞,干细胞在中枢免疫器官内经过分裂分化,最后形成具有特异地接受抗原的淋巴细胞。这些淋巴细胞就像光有理论知识而没有实战经验和武器装备的士兵。淋巴细胞运输到全身各处淋巴组织和周围免疫器官后才会武装起来形成战斗力,产生免疫效应。