《工作细胞》系列作品知识汇总小课堂第一集:血细胞家族的故事(上)
哈喽各位读者朋友们大家好,我是小安,狼人小安,没想到这么快又和大家见面啦,大家对于小安的支持,小安也是都收到了呢~


咳咳,anyway,小安会将自己喜欢并且想要做的事情继续做下去的,即便清楚小安自己一人的努力没有办法让所有人都喜欢上科普教育,小安还是会把寓教于乐的风格坚持下去
我们的小课堂今天要讨论的话题是血细胞家族——其实也不止血液中的细胞,只是小安实在是想不到一个更好的描述来总括这里想要提及的所有种类细胞了,所以事先说明我们今天所要讨论的是由造血干细胞分化成的所有种类的细胞的故事:也就包括了我们的红细胞,血小板,以及我们的整个免疫系家族,我们今天将讨论它们的生成过程,顺便也大致介绍一下这些在漫画中登场的细胞
ok,那么闲话少叙,我们赶紧开课吧
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如上所述,尽管我们今天所要讨论的血液细胞在成熟之后形态和功能各异,但它们确实都是出自于同一个祖先——造血干细胞,然而我们现在也知道,其实人体所有细胞都出自于同一个更早的祖先,也就是受精卵分裂形成的胚胎干细胞
小小的受精卵形成一个完整无缺的身体的过程中是不可能缺少分化过程的,简而言之,分裂的过程是由一个细胞变成许多个相同的细胞,而分化的过程就是由一个细胞变成许多个不同的细胞,分化的具体机制是非常复杂的,涉及到成千上万种物质(细胞因子)之间的相互作用,这样才能够在身体中产生各种不一样的细胞,以行使不一样的功能
在工作细胞漫画中对红细胞(《红骨髓》章节),粒细胞家族(《核左移》章节)还有T淋巴细胞(《胸腺》章节)的形成都有描述,衍生作品《不工作细胞》里面所讲述的就是一群成红细胞家里蹲不愿意离开红骨髓去工作的故事,咱们的主角红细胞和中性粒细胞也是在红骨髓第一次见面的,而T细胞是在胸腺成熟并分化的
造血干细胞会分化为各种不同的祖细胞,由不同的祖细胞再渐渐分裂,分化为更多不同的血细胞,在网上也可以找到各种各样的分化图,小安自己也花了些时间画了一张:

当然这张家族谱系图(不是分化图咩?)也并不是最完美的,小安省略了其中的许多阶段,大部分细胞的形态也没有很好得表现出来,只是以小安现有的技术实在没法画得更加精细了qwq
从上图我们可以看到,造血干细胞会首先分化为多种不同的祖细胞,这些祖细胞可以大致地分为骨髓系(包括红系,巨核系以及粒系-单核系)和淋巴系(包括T淋巴系和B淋巴系)两种
造血干细胞在漫画中是以护士姐姐的形象显现的,有人说这可能会引起一个知识误区,容易让人以为造血干细胞负责哺育其他细胞的,不过小安认为这可能是想要表现出造血干细胞不但会分化也会进行自我复制,保证红骨髓里面一直都有造血干细胞,维持人体的造血功能
正常人体内的红细胞有350万到550万每毫升,而白细胞有4000到10000每毫升,如果造血干细胞发生了癌变,就会使血液中白细胞的数量异常地大幅上升,产生白血病
其实说到白血病有件发生在小安身上的事情还算蛮好笑的,小安的家人曾经和小安说啃指甲容易得白血病,然后小安就:

后来小安才知道原来他们是把“败血症”听成了“白血病”,只能说没文化真可怕,然而小安现在还是在啃指甲,没办法,习惯了(别和小安学哟,把爪爪啃坏了就没法保护心爱的人咯)
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从我们的女主角花泽香菜(划去)红细胞讲起,红细胞是血液呈红色的原因,因为ta们是血液中含量最高的细胞
血红蛋白是一种含有铁元素的蛋白质,它可以和氧气或水结合生成氧合血红蛋白或脱氧血红蛋白,氧合血红蛋白是红色的,而脱氧血红蛋白是紫蓝色的,所以含氧量较高的动脉血是鲜红色的,而含氧量较低的静脉血是暗红色的
在漫画里面其实也有这样的设定:红细胞的制服其实是两面都可以穿的,一面是鲜红色的,而另一面是暗红色的
不过小安听说有一些在长期高原上生活的人类聚落,他们的血液几乎是蓝色的,高原的含氧量本来就很低,所以这也算是正常的
可能有小可爱们会疑惑:血红蛋白可以和氧气或水结合,那二氧化碳呢?事实上二氧化碳的运输并不是主要由血红蛋白执行的,二氧化碳会在红细胞和血浆中分别与钾离子和钠离子结合生成碳酸氢根,这才是二氧化碳的主要运输方式,血红蛋白上的氨基也可以和二氧化碳结合,但是以这种方式运输的二氧化碳大约是7%,比较少
在红骨髓中,红细胞的前体成红细胞会由巨噬细胞负责抚育,红细胞会在这里抛弃包括核糖体在内的所有细胞器,在最后也会进行脱核以去除细胞核,给能够与氧气结合的血红蛋白留出空位,如同工作细胞BLACK中的老前辈红细胞所言:


并不是为了执行命令,也不是为了什么崇高的理想,其实现实就是如此:除了运输氧气,红细胞什么都不会
不过为什么要做出这样的牺牲呢,其实这也很好理解,因为氧气不易溶于水,而血红蛋白和氧气形成的络合物是相对能够稳定存在的,红细胞的双凹圆盘状结构也是为了增大它的表面积,让它能够和更多的氧气结合
小安也提到了,氧气和血红蛋白的组合只是相对稳定而已,而有一种物质可以和血红蛋白结合生成一种更加稳定的络合物,这种物质就是著名的无形杀手一氧化碳
一氧化碳和血红蛋白结合会生成品红色的碳氧血红蛋白,而这种它比氧合血红蛋白要稳定上百倍,这就是一氧化碳的毒理作用,用最好理解的方式表达,就是血红蛋白背叛了氧气和我们的一氧化碳私奔了(大雾)
有位大佬录了个画图视频,描述了红细胞在吸烟前后的变化,大家可以去康康(BV1WW411X7nQ):


看到红细胞变成这样,你还会吸烟吗?
这幅画里面其实有一个不太明显的细节,就是红细胞帽子上的编号变成了HbCO,也就是碳氧血红蛋白的英文缩写,幸好这还没有成为事实
如上所述,红细胞是没有细胞器的,其中也包括用于有氧呼吸的线粒体,所以红细胞只能通过消耗葡萄糖进行无氧呼吸,但是过多的葡萄糖对于红细胞也是具有不可逆的危害的,葡萄糖会和血红蛋白缓慢地,不可逆地反应,这种情况称为糖化,糖化的红细胞也无法再与氧气结合,和HbCO一样
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接下来我们来聊一聊血小板,在漫画里面血小板是以可爱的儿童形象显现的,这是因为血小板确实很小,也算是给漫画加一个亮点,以及说血小板都是可爱的男孩子的,那是官方的愚人节玩笑,如果你们真信了的话就是上当了()
不过严格上而言,血小板也并不算是细胞,ta们是从巨核细胞的细胞质上脱落下来的小片胞浆,比较遗憾的是巨核细胞大姐姐在动画里面还没有正式登场,在漫画也是在付费章节登场,小安只能在第二季的PV里面找到几张截图:


巨核细胞是骨髓中体积最大的细胞,负责产生血小板直到只剩下裸露的细胞核为止,听起来有亿点教会徒弟饿死师父的感觉
血小板的膜中含有多种糖蛋白,其中的GPIb是血小板的粘附作用因子,动画里面也有讲,而凝血因子和纤维蛋白处于血小板的膜外,在伤患组织部位的巨噬细胞会分泌一些发炎介质,使血小板基质内的钙离子浓度提升,从而使血小板活化,使血浆中的纤维蛋白原凝集为纤维蛋白,产生一次血栓,再由其他血细胞(主要是红细胞)与纤维蛋白结合生成血饼,产生二次血栓,也就是血痂,新生的上皮细胞在下面继续慢慢进行修复工作
血小板在《擦伤》章节和《肿包》章节都有亮相,这两种状况都是受伤,只不过前者是外出血而后者是内出血
但有时候在不该出现血栓的地方出现了血栓,就会出现心脑血管疾病,血栓会堵塞血管中的血液流动,这种情况出现在下深静脉,移至肺部就叫做肺血栓,出现在冠状动脉就叫做冠心病,而出现在脑部就叫做中风,会导致很严重的后果
这些情况一般是由于血黏度提升,血液的流速减慢导致了血液沉积形成了血栓,所以注意生活习惯,多摄入维生素,降低血黏度就可以避免得这样的富贵病
在《擦伤》一章节中,金黄色葡萄球菌也顺便讲解了免疫系统在出现外伤的情况下进行的防御机制:中性粒细胞作为先锋部队最先进行攻击,巨噬细胞和单核细胞在之后到来,而淋巴细胞来得更晚——通常是在外伤出现后的7到14天才会激活淋巴细胞的应答,这样也是有道理的,一方面如果所有免疫细胞直接全部登场了,万一打不过的话人体就再没有后备军了,另一方面也可以节省许多能量,如果先锋部队能够解决那就不用浪费能量让更强大的精英部队出征了
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接下来我们来介绍一下粒细胞系的成员,血液中有中性粒细胞,嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞三种粒细胞
粒细胞由于细胞质中具有可以被染料染上颜色的颗粒而得名,染料有中性,酸性和碱性三种,也就对应了三种粒细胞,在动画中值得注意的细节是,嗜酸性粒细胞是粉红色而嗜碱性粒细胞是墨绿色——这正是ta们在现实世界中进行染色之后显现出的颜色
以上三种粒细胞具有两种核象:杆状核和分叶核,杆状核粒细胞是尚未成熟的粒细胞,而分叶核就是成熟的粒细胞了,中性粒细胞的细胞核一般会分为2到5叶,嗜酸性粒细胞的核是2叶,而嗜碱性粒细胞的核则被染色粒挡住而没有办法看清楚分叶的情况
另一个值得注意的细节是,大家可以观察到,嗜酸性粒细胞帽子上的图案就显现出了分叶核的形态
以中性粒细胞为例,在血液中,杆状核与分叶核粒细胞的比例大致为1:13,但是在一些情况下,比如感染时,血液中成熟的分叶核粒细胞数量会由于与细菌战斗而下降,骨髓就会释放出更多的杆状核粒细胞去进行替补,使比号左边的数字增长,这种情况就称为核左移
中性粒细胞的主要功能是吞噬和攻击细菌和病毒,在工作细胞里面表现得其实很具体,可以看到棒棒糖形状的受体(雾),而且白细胞的制服也有很多放置武器的地方——光是腰带上就挂着一大堆的飞刀
嗜酸性粒细胞也具有噬菌功能,虽然比较弱,因为ta的主要功能是产生毒素来杀死寄生虫,动画中的嗜酸性粒细胞使用的武器是长矛,可能就是代表了ta产生的毒素
而我们的中二细胞(划去)嗜碱性粒细胞无论从结构还是功能上都是一个很神秘的存在,对于ta的免疫功能,人类还没有完全弄清楚,因为ta在血液中的含量实在是太少了,已知的功能是它会分泌组织胺等物质来吸引中性粒细胞和嗜酸性粒细胞到出现问题的部位
事实上在组织中还有另外一种嗜碱性的细胞,就是肥大细胞

肥大细胞虽然存在于组织当中,但ta和嗜碱性粒细胞实际上是出自同一种前体细胞,小安没有把它的名字“嗜碱性粒细胞-肥大细胞祖细胞”写在图里,相比你们也能理解是怎么回事(因为太长了),它的前体细胞会进入血液并在皮肤,黏膜等组织中成熟
当识别到异物或组织损伤时,肥大细胞就会分泌组织胺等发炎介质,组织胺可以扩张血管细胞间隙,促进白细胞在组织中的游走能力
然而由B细胞分泌的IgE抗体会使肥大细胞产生大量的组织胺,引起过敏反应,这是免疫系统过于强大的表现,关于这一点我们以后会再细说
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不过今天,小安是觉得我们已经聊得够多了,再讲下去恐怕文章就会太长导致观众们不爱看了,所以关于免疫系统剩下的精英部队,我们就下次再讲吧,今天这一期视频……啊不是,是今天这一篇文章就先讲到这里了,小安很乐意为小可爱们传递这些关于你们人类身体的知识,希望你们也会看得开心,各位拜拜~
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*在你的身体中,有约37兆2千亿个细胞今天也在精神十足的工作呢~