細(xì)胞“通信網(wǎng)絡(luò)”

黃勝

我們的身體是一個(gè)由無(wú)數(shù)細(xì)胞構(gòu)成的大型“工廠”。每個(gè)細(xì)胞都充滿活力，孜孜不倦地履行著它們獨(dú)特的職責(zé)。它們互相影響，共同協(xié)作，讓我們的生命得以持續(xù)。顯然，每個(gè)細(xì)胞都不是孤立存在的，它們之間通過(guò)精密、復(fù)雜的“通信網(wǎng)絡(luò)”相互連接。讓我們走進(jìn)人體細(xì)胞“工廠”，探索其中奇妙的“通信網(wǎng)絡(luò)”！

細(xì)胞之間靠譜的“信使”

龐雜的細(xì)胞“通信網(wǎng)絡(luò)”，依靠著一些特殊的“信使”維持運(yùn)轉(zhuǎn)——它們負(fù)責(zé)在細(xì)胞之間傳遞重要的信息，告訴每個(gè)細(xì)胞應(yīng)該做什么，以保障整個(gè)“工廠”（我們的身體）正常運(yùn)行。它們之中，有3種“信使”極具代表性，那就是激素、神經(jīng)遞質(zhì)和細(xì)胞因子。

?人體的主要內(nèi)分泌腺

細(xì)胞內(nèi)部的轉(zhuǎn)運(yùn)

當(dāng)各類(lèi)“信使”到達(dá)了目的地，就會(huì)把它攜帶的“信件”釋放出來(lái)。這些“信件”進(jìn)入細(xì)胞的方式也各有特色：有些“信件”可以像風(fēng)一樣，通過(guò)自由擴(kuò)散傳遞；有的則需要用車(chē)輛一樣的載體蛋白運(yùn)進(jìn)細(xì)胞，或是通過(guò)特殊的細(xì)胞結(jié)構(gòu)進(jìn)入內(nèi)部。

把蘊(yùn)含著外界刺激信號(hào)的“信件”交給目標(biāo)細(xì)胞，細(xì)胞感受到了外界的刺激，便會(huì)通知其內(nèi)部準(zhǔn)備轉(zhuǎn)運(yùn)這些“信件”。只有帶著特定信號(hào)的“信件”被細(xì)胞接收和讀取后，細(xì)胞才能做出相應(yīng)的“決策”和“行動(dòng)”。

在轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程中，細(xì)胞內(nèi)的一系列蛋白質(zhì)和小分子便會(huì)像無(wú)數(shù)個(gè)齒輪一樣開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，在細(xì)胞內(nèi)部形成一張巨大的“網(wǎng)”，“信件”內(nèi)容將轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢栽谶@張“網(wǎng)”上傳遞的信號(hào)。這張“網(wǎng)”具備整合、放大信號(hào)的功能，即使是微弱的外界信號(hào)也能被放大，讓細(xì)胞感知，從而啟動(dòng)反應(yīng)機(jī)制。

最終，信號(hào)傳遞“網(wǎng)”會(huì)觸發(fā)細(xì)胞中特定基因的表達(dá)和蛋白質(zhì)的活化，引發(fā)細(xì)胞的各種生物學(xué)響應(yīng)，例如細(xì)胞的生長(zhǎng)、分裂、移動(dòng)和細(xì)胞的程序性死亡等。

“貨運(yùn)飛機(jī)”——激素

激素是我們體內(nèi)最重要的一類(lèi)“信使”，它們調(diào)節(jié)著身體的各種生理活動(dòng)。我們可以把激素想象成飛機(jī)，把它攜帶的特定信號(hào)想象成要運(yùn)送的包裹。這些“飛機(jī)”從特定的“機(jī)場(chǎng)”——內(nèi)分泌腺“起飛”，能夠迅速到達(dá)身體的各個(gè)角落，將“包裹”送到遠(yuǎn)離內(nèi)分泌腺的細(xì)胞和組織，幫助機(jī)體調(diào)整和適應(yīng)各種生理過(guò)程和環(huán)境變化。

多種內(nèi)分泌腺組成了我們的內(nèi)分泌系統(tǒng)，它就像一個(gè)航空管理局，管理各個(gè)發(fā)送激素“包裹”的內(nèi)分泌腺“機(jī)場(chǎng)”，統(tǒng)籌激素“飛機(jī)”的起降。

?神經(jīng)遞質(zhì)在神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞示意圖

?免疫細(xì)胞釋放細(xì)胞因子

“電報(bào)”——神經(jīng)遞質(zhì)

“廠區(qū)”的細(xì)胞間有無(wú)數(shù)的神經(jīng)纖維，它們就像是一根根電纜，與神經(jīng)細(xì)胞構(gòu)成了一個(gè)復(fù)雜的“電報(bào)中心”——神經(jīng)系統(tǒng)，在支持著人體的感知、思維和行動(dòng)。

在“電報(bào)中心”，神經(jīng)遞質(zhì)是一類(lèi)重要的“信使”，作為神經(jīng)細(xì)胞之間傳遞信息的化學(xué)物質(zhì)，像電報(bào)一樣在“電纜”上將信息迅速、準(zhǔn)確地從一個(gè)細(xì)胞傳到另一個(gè)細(xì)胞。

“無(wú)線電”——細(xì)胞因子

細(xì)胞因子是另一個(gè)重要的“信使”，它像無(wú)線電一樣廣泛參與著細(xì)胞間的信息傳遞。細(xì)胞因子主要由免疫細(xì)胞產(chǎn)生，免疫細(xì)胞是人體的“衛(wèi)兵”，它們組成了免疫系統(tǒng)這個(gè)“衛(wèi)隊(duì)”。當(dāng)人體受到病原體和異常細(xì)胞等“入侵者”的攻擊時(shí)，免疫系統(tǒng)“衛(wèi)隊(duì)”會(huì)通過(guò)細(xì)胞因子來(lái)調(diào)動(dòng)各類(lèi)免疫細(xì)胞，從而快速識(shí)別、清除“入侵者”。

?物質(zhì)通過(guò)細(xì)胞膜上的受體進(jìn)入細(xì)胞

受體，請(qǐng)查收

無(wú)論是在細(xì)胞的內(nèi)部還是外部，想要接收到信息，還需要特定的“收件人”——受體。

受體被“安裝”在細(xì)胞的表面或內(nèi)部。不同的受體功能各有不同，會(huì)接收相應(yīng)的“信件”，常見(jiàn)的受體有G蛋白偶聯(lián)受體、酪氨酸激酶受體和離子通道受體等。

例如，G蛋白偶聯(lián)受體是自然界存在最廣泛的一類(lèi)受體。它存在于細(xì)胞膜上，負(fù)責(zé)將細(xì)胞外部的信息傳遞到細(xì)胞內(nèi)部，可以接收激素、細(xì)胞因子等多種物質(zhì)。G蛋白偶聯(lián)受體就像我們身體中的“燈塔”，幫助細(xì)胞感知“光”（視覺(jué)）和“氣味”（嗅覺(jué)）。

酪氨酸激酶受體像是細(xì)胞“建筑工地”的“指揮官”，控制著細(xì)胞的生長(zhǎng)和分裂。

離子通道受體是細(xì)胞的“交通系統(tǒng)”，通過(guò)其開(kāi)閉，控制神經(jīng)信號(hào)的流動(dòng)，保持信號(hào)傳遞的順暢。

這個(gè)龐大的“通信網(wǎng)絡(luò)”讓每個(gè)細(xì)胞都能夠分享信息、協(xié)同工作，共同維護(hù)生命穩(wěn)定。未來(lái)，科學(xué)家將對(duì)細(xì)胞進(jìn)行更加深入的研究，每一個(gè)新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)都將使我們的細(xì)胞“通信網(wǎng)絡(luò)”更加強(qiáng)大、靈活，帶領(lǐng)我們向更健康、更精彩、更充滿活力的未來(lái)邁進(jìn)。

?由于體內(nèi)缺少胰島素，1型糖尿病患者在日常生活中需要注射胰島素

知識(shí)鏈接? 細(xì)胞的“通信故障”

雖然“通信網(wǎng)絡(luò)”大多數(shù)時(shí)候運(yùn)行良好，但也不免會(huì)出現(xiàn)“通信故障”。例如，如果免疫細(xì)胞誤將正常細(xì)胞當(dāng)作“外來(lái)入侵者”，就會(huì)發(fā)生自身免疫性疾病，比如類(lèi)風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎；如果細(xì)胞無(wú)法正常接收“產(chǎn)生胰島素”的信號(hào)，就可能導(dǎo)致1型糖尿病的發(fā)生。

每一次“通信故障”都是一個(gè)挑戰(zhàn)，需要機(jī)體所有的細(xì)胞、組織和器官齊心協(xié)力，修復(fù)“通信網(wǎng)絡(luò)”，有時(shí)還需要借助醫(yī)療手段才能恢復(fù)正常。

（責(zé)任編輯 / 代竹蕊? 美術(shù)編輯 / 周游）