细胞里都有著生命的基本成分，包括作为遗传物质的DNA，执行功能的RNA及蛋白质，起屏障作用的脂质，以及作为化学反应场所的溶液
體內除細胞外液外，尚有更多的液體（約為前者的2倍）存在於細胞內部，稱為細胞內液。細胞外液和細胞內液總稱為體液，約佔機體總重量的60%。一般來說，細胞內液是細胞內各種生物化學反應得以進行的場所，細胞外液則是細胞直接生活的液體環境
从细胞死亡过程看死亡的定命 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
送交者: 井中蛙 于 北京时间 08/26/2013 () [累积25300分 给井中蛙发悄悄话]主题：从细胞死亡过程看死亡的定命 [福音论坛] 生命和死亡一样好像是自然界的必然规律。我们的祖先在地球上生存过，又死去了。我们也会如此。 从医学角度看，人的死亡可以归因於物质世界可见的饥饿、疾病、衰老、或意外等等。由於有了这些可确定的死亡原因，导致医学技术的相应发展，以对付这些致死的疾病。这样是不是说，科学发展到一定程度，我们能治好一切的疾病，克服死亡呢？如果这样，圣经所说的“按著定命人人都有一死。”（希伯来书9∶27）不是成为妄言了吗？事实并非如此！因为科学研究的结果表明，生命的终结并不是疾病→死亡这样简单。 我们知道，细胞是生命的最基本单位。每个细胞里都有著生命的基本成分，包括作为遗传物质的DNA，执行功能的RNA及蛋白质，起屏障作用的脂质，以及作为化学反应场所的溶液。这些成份巧妙地结合在一起，组成了从最简单的单细胞生物，如细菌，至极为复杂的多细胞生物，如人。按细胞的平均体积计算，人体内每克软组织约含有十几个细胞。人体内的细胞不但数目众多，而且都有著十分精确的分工，有主管发号施令的神经细胞，有执行命令的肌肉细胞，有主管免疫力的白血球细胞等等。这些细胞的分化程度（特殊性）及其再生能力，各不相同。像神经细胞、心肌等是高度分化，无再生能力，且其功能无法被其他细胞所代替；造血和纤维细胞就有较强的再生能力。由於人体是由多种细胞组成，人的死亡也不是所有的细胞死亡，而是因为少数细胞停止功能引起的，或是脑或是心肌细胞，因它们不具再生能力，且不为其它组织代替。 在过去很长的一段时间，我们一直以为所有的细胞死亡都是不正常的，都是因为细胞受到急性或慢性的伤害，或是因为细胞内调控机构失灵，导致代谢紊乱而死，所以会以为如能防止这些情况发生，仍可防止死亡。但事实上，并非如此单纯。上述的原因只是我们在疾病过程较常观察到的现象，也就是在细胞受到各种伤害时，首先出现能量代谢的紊乱，然後细胞的功能及整体性不能维持，细胞会解体，释放出细胞的内容物，引起炎症反应，然後白血球来收拾残局，清整乾净。再由纤维组织充填缺损，作为细胞坏死的印记。 并非所有的细胞死亡都是伤害→坏死的结果。事实上，在胚胎发育过程中，很多细胞会在发育过程中死亡，不留下任何炎症记印，为什麽呢？研究结果表明，这时候细胞的死亡过程通常是先排出一些水份，体积皱缩，然後被周围的吞噬细胞清除。科学家将这种过程称为计划死亡（programmed cell death or apoptosis）。这种细胞计划死亡与伤害性坏死截然不同。我们可以将其特点归类如下∶ 一、它是一种主动过程 每个细胞都有一套能量代谢系统，将燃料（糖、脂肪等）氧化。这种过程中产生的能量则被用於维持细胞内环境的稳定，及细胞内一切合成代谢。当我们用某些药物抑制了细胞腺粒体的功能，或用另外一些药物，如Actinomycin D（抑制RNA合成）或Cycloheximide（抑制蛋白质合成）来抑制细胞的合成代谢後，计划死亡的过程就会中止。由此可见，细胞计划死亡中需要正常的能量及合成代谢，而不是能量或合成代谢障碍的结果。上述证据让我们看到它是主动过程，是细胞功能的一部份。 二、计划死亡是一个特异过程 在这个过程中，细胞所经历的形态及功能的变化都只能导致细胞的死亡，而不会出现于其它的生长或功能状态之中。首先是遗传物质DNA的变化。在计划死亡过程中，细胞内一种特殊的DNA内切会被激活，将DNA 切成180-200硷基长短的碎片。由于每个基因通常由数千硷基组成，切成这样的碎片後，细胞就会永久性地失去遗传物质了。其次是蛋白质的改变。通常在细胞坏死过程中，细胞内的蛋白消化被激活，加快细胞解体。但在计划死亡过程中，被激活的却是一种谷胺纤转移，将细胞内的蛋白质连结成网，使它们失去各自的功能，却增加细胞的稳定性，使之不致解体。同时，细胞膜上的泵细胞外排出水份使体绩缩小；细胞膜表面则出现新的糖蛋白，以致被吞噬细胞辨识，清除。上述这几个过程都只有在细胞死亡过程中才起作用，由此可见是为细胞死亡而设计的。 三、计划死亡是在基因库里预定的 研究蛲虫神经系统的科学家发现，蛲虫的成虫有著完全一样的神经系统——从总数目到它们的分布。每一条蛲虫产生671个体神经细胞，其中113个会在蜉化过程中死亡。只要在蜉化过程中的任何阶段解剖一个蛲虫胚胎，都可以100%地预测那一个神经元将继续分裂，那一个会停止分裂，那一个将要计划死亡。可见计划死亡过程完全是在基因库中预定的。 苍蝇在从幼虫（蛹）变成蝇的过程中，其身体结构及机能都要在很短时间内发生剧变。某些节段的神经、肌肉要在36小时内完全萎缩。有趣的是，虽然这些快速萎缩的节段的肌肉及神经细胞同时死亡，却不是互为因果。如果通过实验手段阻断其中一种的死亡，另一种组织的计划死亡并不受影响。由此可见，在苍蝇的基因库里预定了各种不同组织的发育及死亡过程。虽然不同的组织有不同的命运而去发育或死亡，但总含起来却那样有意义。就如交响乐团里各个乐师只是根据自己的乐谱去演奏，但由于作曲家的才能，使每个乐师的演奏都能融合成总谱的旋律。 在脊椎动物的神经系统里，发育过程中所产生神经细胞有40%至85%要在胚胎阶段死亡。例如，在鸡胚翅膀发育过程中，翅膀後部有一组细胞会在一定时间计划死亡。如果在3天之前（这时这些细胞的功能、形态都完全正常）把这组细胞移植至培养皿或其它部位去，3天後这组细胞仍然会经历计划死亡。由此可见，细胞的计划死亡是受一个“生物钟”控制的，而非取决於环境。 实际上，细胞的计划死亡不但存在于胚胎发育过程中，就是在我们的日常生活中都不可缺少，如表皮的不断角化，消化道上皮每数天一次的更新，红血球在血中的寿命约有120天，等等。除了少数高度分化而又不具再生能力的组织细胞（如心肌、神经元）以外，人体内大多数的组织细胞每天都在经历这种计划死亡。实际上，上述证据让我们不难得出这样的结论∶人体内所有的细胞都会经历计划死亡，因为它们都是从同一个受精卵细胞中衍生出来的，所以都承受同样的基因库，包括主管计划死亡的所有基因，只是由于不同的基因被选择性地表达，使它们有了回然各异的特性和命运。但是，即使是不能再生的细胞，也同样会领受计划死亡，因为在发育过程中，它们的部份同类也经历了这样的命运。在我们的身体里的神经元，心肌细胞没有常常被观察到这种现象的原因，可能是它们的“生物钟”所预定的时间，尚长于我们生活在疾病、意外满布的环境中所能活出的寿命，而不是这个“生物钟”被取消了。 这些研究的结果可以使我们对生命的起源和归宿有更多的了解。虽然上帝藉著圣经明明地告诉我们，人从何而来，又归何而去，但由于人心要背向神，不愿相信自己是被造之物，所以想出各种理论来否认神的创造。达尔文的进化论就是这样的产物。但苦于缺乏科学证据，只好不断修改其假设的进化机制。传统达尔文的“使用引起进化”被否定後，引出新达尔文主义的“基因突变，自然选择，逐渐完善。”细胞计划死亡则是“逐渐完善”的一大障碍，因为这个机制的唯一作用导致细胞死亡的产生，必须有一套完善的调控系统同时存在，否则就会立即死亡、夭折，根本不可能有机会等待“逐渐完善”。而论到为什麽生物会有这种致死的机制时，相信进化论的科学家则将之勉强解释为“一种为适应种族延续需要而产生的进化设计。”如有设计，怎能没有设计师呢？ 只有回到圣经，才能找到这一切的答案，因为“罪的工价就是死”（罗马书6∶23）。上帝让我们在地上仍有这样的生命，使我们有机会认识 、归向 。但同样也应知道，死亡既然命定，若想靠人的力量、智慧征服它，我们的努力全是徒劳的。那麽我们的希望在那里呢？只有回到圣经，与上面同一节经文里，神明明白白地告诉我们，“唯有神的恩赐，在我们的主基督耶稣里，乃是永生。”不但是灵里面的永生，而且是再造後的身体的永生。那时，“不再有死亡，也不再有悲哀、哭泣、疼痛”（启示录21∶4）。神既有如此智慧创造宇宙万物，以至连 的独生子耶稣都可以为我们舍弃，又让从死里复活，显示出 战胜死亡的大能，我们为何不能相信 会给我们预备完美无缺的身体呢？因为在无所不能。 作者∶林伟雄，来自大陆，在美国纽约州立大学获药理学博士，现于杜克大学内科任驻院医师。本文由北卡州杜兰教堂山华人基督徒团契供稿。 ——摘自 《海外校园》 第九期 生理學/血液
血液與內環境的演化血液是在動物進化過程中出現的。生命最初出現在海洋中。當在遠古的海洋中出現比較複雜的多細胞生物時，機體的部分細胞已不可能與浸浴著整個機體的海洋環境直接接觸；這時，機體內開始出現了細胞外液，它一方面作為細胞直接生活的內環境，同時又是機體與外環境進行物質交換的媒介。可以認為在進化中，最初的細胞外液可能是由包繞在機體內部的那部分水形成的，因而它主要是一種鹽溶液，其基本成分可能與遠古的海水十分相似。以後，機體內出現了循環系統，細胞外液也進一步分化成為血管內的血漿和血管外的組織間隙液（簡稱組織液）。組織液仍然主要是鹽溶液，是直接浸浴著絕大部分機體細胞的液體環境；而血管內的液體，則又溶入了多種蛋白質，並逐步出現了各種血細胞，於是形成了血液。 人體內除細胞外液外，尚有更多的液體（約為前者的2倍）存在於細胞內部，稱為細胞內液。細胞外液和細胞內液總稱為體液，約佔機體總重量的60%。一般來說，細胞內液是細胞內各種生物化學反應得以進行的場所，細胞外液則是細胞直接生活的液體環境。因此，如果大氣是整個人體的外環境，細胞外液就是第一個細胞生活的具體環境，故稱為內環境。在細胞外液中，4/5在血管外構成組織液，1/5在血管內成為血漿的組成部分；而後者由於能在血管中不斷循環流動，是內環境中最為活躍的部分，成為溝通各部分組織液以及和外環境進行物質交換的中間環節。 血液與內環境穩態在一些疾病情況下，常可出現內環境理化性質的較大變化，如高熱、酸中毒、缺氧等，均將引起機體細胞功能的嚴重紊亂。在灌流離體器官的動物實驗中，所用灌流液的化學成分、含氧量、Ph、溫度與滲透壓等，必須與這些動物的血漿十分相近（表3-1），離體器官才能在一段時間內保持接近於正常功能的活動狀態。這些都說明，內環境理化性質的相對穩定，對於維持整個人體和體內所有細胞的正常功能都是非常必要的。這就是為什麼早在19世紀時，Claude Bernard就指出：內環境的穩定是「機體自由獨立生活的必要條件」。 然而在機體生活期間，干擾內環境理化性質的因素是不斷出現的。機體細胞與細胞外液的物質交換，經常改變著內環境的理化性質；一些外環境因素的急劇變化也傾向於直接或間接（通過機體活動變化）改變內環境的理化性質。但與此同時，消化道不斷補充營養物質，肺不斷補充氧和排出二氧化碳，腎不斷排出各種代謝尾產物、調整水與各種無機鹽及小分子物質的排泄量，皮膚也不斷散失代謝所產生的熱量；而且，這些活動都處於整體的神經和體液調節之下，從而使內環境的理化性質只能作較小幅度的波動，保持著動態平衡。這一狀態稱為穩態（homeostasis）。 表3-1 血漿與生理鹽溶液成分對照
血量 人體內血液的總量稱為血量，是血漿量和血細胞量的總和；但是，除紅細胞外，其它血細胞數量很少，常可忽略不計。血漿量和紅細胞量均可按稀釋原理分別測定。例如可由靜脈注射一定量不易透出血管的大分子染料（通常用T1824）或131I標記的血漿蛋白，待與體內血漿混勻後，再抽血測定T1824或131I被稀釋的倍數，即可計算出血漿量。同樣，可由靜脈注射一定量用51Cr或32P標記的紅細胞，待與體內的紅細胞混勻後，抽血以測定標記的紅細胞稀釋的倍數，即可計算出紅細胞總量。但由於標記的血漿白蛋白可逸出血管，因而從血流中「消失」較快，會影響測定結果，因此一般可先測出紅細胞總量後，再按紅細胞在血液中所佔容積的百分比來推算血液總量。正常成年人的血液總量約相當於體重的7%～8%，或相當於每公斤體重70～80ml，其中血漿量為40～50ml。幼兒體內的含水量較多，血液總量占體重的90%。 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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