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从病毒入侵到人体免疫系统全力反击的详细过程 人类细胞天天在打仗

 成靖 2021-09-20
原创2021-09-18 18:46·狂想蛇说电影

组成一个人需要120万亿个细胞,这些细胞是生命的基本单位,构成了我们的大脑,肌肉,器官和身体每一个部位,在这个美妙的世界里,我们的细胞每天都在与病毒这个宿敌较量,这些无情的微型机器通过杀害细胞而繁殖,在细胞的内部有一整套我们前所未知的机制,正是这场历时四十亿年的斗争,改变了人类的进化历程,这场病毒对决细胞的战争就像一部史诗级的科幻大片,时时刻刻在你体内上演,而你自己却不知情。

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我们人体的细胞每天在不断遭受攻击,这些细胞将要面对的是位宿敌,引发这种抗衡的起因非常普通,你甚至都不会察觉,我们的皮肤作为第一道防线抵挡敌人入侵,但是人的嘴巴和鼻子是通往外界的开放通道,这支外来大军通过空气传播,被吸入我们体内,无数的入侵者一心来搞破坏,这就是最常见的腺病毒,这种病毒设计精良,每个都只抱着一个目标,突破细胞的重重防线,入侵细胞核,只要有一个病毒进入细胞核就能控制整个细胞,并在细胞内繁殖,比如感冒,肺炎甚至死亡,但我们的机体也有准备,当病毒接近细胞时,将会收到第一重抵抗,他们就是抗体。

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这种Y型蛋白会识别外来入侵者,他们在细胞之间来回巡逻,监控是否有病毒,一旦识别出入侵者,抗体会将自己紧锁与病毒的铠甲上,将他们连环锁扣,使他们变成专门吞噬外侵者白细胞的盘中餐,抗体和白细胞联手组成了人体免疫系统的第一道防线,他不断进化能够识别并消灭入侵的微生物,而那仅仅是你身体防御的一部分,尽管身体迅速做出了免疫应答,成千上万的病毒仍然能冲过防线,但在细胞表面,他们遇到了下一道阻碍细胞膜,成百上千的受体蛋白从细胞表面伸出,他们各自拥有独特的功能,其中一些细胞会把外面的货物运进去,每个细胞膜都是个动态保护层,包含掌管物质进出的,小分子如水和氧气可以直接穿过细胞膜,大一些的则必须通过专用泵进入细胞。

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而最大的分子想进入细胞则需要一把特制钥匙,在细胞表面不停巡逻的哨兵们会识别这些蛋白钥匙,这套紧密的系统防止有害分子进入细胞内部,但是经过数十亿年的进化,腺病毒演变出了自己的钥匙,就在这些突出的纤维尾部,抗体会附着在其中一些纤维上,封锁住大部分伪造的钥匙,但并非全部,还是有一些细胞表面的哨兵被欺骗,病毒大军潜入了细胞内部,病毒在第二关胜出后,细胞和病毒之间就是猫鼠游戏,在细胞内部已经做好了迎接这些致命入侵者的准备,误将病毒认作重要营养物的细胞,指示特殊的蛋白质汇聚成一个球体,他们从细胞膜上掐出一个囊泡,将病毒包裹在内,最终一个分离蛋白将囊泡释放,将病毒运入细胞内部,无意之中细胞促成了自己的衰亡,这支入侵病毒大军中的每个成员。

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都携带了足以摧毁细胞的致命武器,他的蛋白质外壳藏了多层伪装,在其内核携带了一小束终极武器,然而细胞仍然拥有强大的防御系统,来阻止这群杀戮机器,细胞接收到的所有物质,都会被送到一个叫核内体的分拣站,核内体对传入物质进行加工,并决定将他们运往细胞的哪个部位,此过程的第一步就是将他们分解,病毒大军即将被侵蚀,分拣站内壁配有专用的蛋白质泵,泵吸入特殊原子,使核内体的内部呈酸性,酸将大分子营养物分解为小分子,从而便于细胞对其的运输和利用,当酸侵蚀掉病毒的外壳,病毒开始被分解,这本应是腺病毒的末日,但是酸正是病毒逃离计划的一部分,病毒纤维首先被分解开,但它们的瓦解释放出一种隐藏与内部的特殊蛋白质,会将自己粘附与分拣站内壁,将壁膜撕开释放病毒,无数病毒在逃脱前被酸侵蚀,但仍有很多病毒被释放,如今已经没有任何防线阻止病毒的入侵了,病毒的最终目的是细胞核,虽然病毒离目标只有五微米远,但是距离成功还有十万八千里,对于九成的病毒而言,入侵到此为止,他们将无助地在细胞内游荡,因为他们没有制动力无法自行移动。

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他们也无法利用细胞内游动的发电厂线粒体所产生的能量,在每个线粒体中,我们摄入的食物和吸入的空气,推动了上千的涡轮为数十亿个小电池充电,每个细胞内部都有数以百计的线粒体,为维持人类这种复杂生物的蛋白质网络提供能量,病毒已进化成为高效性的典范,但其简单的结构使它一旦脱离复杂生物便一无是处,细胞膜之下大量的马达蛋白就是分子搬运工,等着运输核内体加工好的营养物,在这场历时数亿年的军备竞赛中,病毒已进化出能依附于马达蛋白的精确结构,病毒可以利用线粒体产生的能量向细胞核迈进,它劫持了细胞自身的运输系统,被带往细胞核,也就是它的终极目标,劫持复制所需的机械从而控制细胞,这双微小的机动腿,是自然界的奇迹,不过只有速度还不够,内部结构复杂,运输轨道充满障碍物,这些马达蛋白只能单向移动,在前方被阻挡的情况下,马达蛋白会反方向向上下移动,病毒再次向目标迈进,入侵细胞核大概只需要花费一个小时。

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但是科学家发现,细胞自身也有一套内部免疫系统,有一种特殊的蛋白质,分布在细胞运输系统各处,他们搜寻携带抗体的物质,这种蛋白的绝妙之处在于它运用了细胞原有的系统,一旦发现抗体它就会向名叫蛋白酶体的细胞机发出信号,蛋白酶体在细胞中起到回收蛋白的作用,它被招来将病毒摧毁,防御蛋白一旦附体就会启动连锁反应,吸引特殊的标记蛋白,他们一起将病毒标上摧毁记号,接下来等待回收机的到来,他们会把病毒搅成碎片,这场战争正在激烈的进行中,在防御蛋白和回收机的共同努力下,几小时内就能歼灭病毒大军,然而只需要一个病毒便能控制整个细胞,感染就会传播到全身,其中一个病毒没有被抗体发现,通向细胞核的道路畅通无阻,病毒距离细胞核仅有千分之一毫米,细胞核在细胞中心,他拥有一个属于自己的世界,它的入口完全是不同的通道掌控,在其表面,蛋白触角搜寻着分子并将其拉入核孔中,数十亿条化学信号和指令透过这些通道和细胞之间相互传递,而病毒外壳上仍有伪造的通行证,但是病毒过大无法进入。

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马达蛋白以为遇到了障碍物,将病毒撕裂,这样变成了小块的病毒就顺利的进入了细胞核,现在病毒内部的核心穿过核孔,进入了细胞的控制中心,人类细胞核中含有大约两万三千个基因,编码了数千个深化途径,然而病毒只有40个,而仅仅40个也有他自己的作为,腺病毒已经证明了自己是一个欺诈高手,不断利用细胞的机制,来达到自己的终极目标,细胞的DNA是无法区分自身与病毒的,他们开始盲目地将病毒的遗传编码写入到细胞的执行指令中,绘出了自我毁灭的蓝图,但是把指令转换为蛋白质的机器位于细胞核外,在细胞主体中指令会被传达给一群流动的蛋白质工厂核糖体,它精确地按照指示开始建造病毒蛋白,每个蛋白都有不同的形状,并赋予特殊的职责,可是这些功能分子,真实建造病毒大军所需要的材料,军队无法在细胞核外建造,所有建造军队的材料又被送回到细胞核内部,当使命即将完成时,病毒把注意力转向了细胞的DNA,停止任何不需要的程序,病毒已将细胞完全控制,但细胞反攻还有最后一线希望。

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在细胞正常运作被停止前,它利用最后的时间向外界发送了一个信息,囊泡中包含了病毒的碎片,囊泡与细胞膜融合,将病毒碎片运送出细胞发出已被攻克的警告,如果这个信号被巡逻的白细胞发现,他们将会把这个细胞连同其内部的病毒大军一起消灭,如果没有被发现,病毒就会扩散感染所有细胞,24小时后,病毒占领细胞仅一天之后,完全控制了细胞,随着正常给养的停止,细胞开始衰败。

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仅有的功能就是制造新的病毒大军,新军队可以自动组装,病毒和细胞是同时进化了很长时间,他们知道怎么进去怎么出去,还不止于此,他们之间还有着惊人的密切关系,攻击我们的病毒正是由人体自身的细胞碎片演变而成,因为他们也是有相同的物质组成,最先在病毒表面组装的是细胞机动腿的结合位点,随后纤维接入对应的位置,为病毒配备入侵细胞的钥匙,最后的组件就是致命的病毒,经由强大的马达蛋白注入每一个病毒内。

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此时,病毒进入人体已经两天了,而曾是细胞控制中心的细胞核,成为了上万病毒大军的避风港,但在病毒开始攻城略地之前,还需要攻克两重障碍,第一种破坏蛋白释放到衰败的细胞中专门攻击细胞骨架,这种攻击是灾难性的,失去骨架的支撑,细胞开始塌陷,此时病毒又将注意力转移到核膜,并释放出第二种破坏蛋白质,它钻入核膜,细胞核无法容纳激增的病毒最终爆裂,细胞核之外已是一片废墟,仅仅48小时前的那个和谐欢乐的社区已经面目全非,大量的病毒攻击临近的细胞,并将感染扩散到全身,对这个细胞来说战役已结束,但真正的战争才刚刚打响,当病毒还在细胞内部忙碌时,我们的抗体已完成改造,并重返战场,他们装上了新的受体,为敌人量身定制了封锁武器。

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然而,即使抗体数量庞大,仍然无法阻止所有病毒,但他们有战友,巨型白细胞向被侵略的细胞聚集,吞噬逃跑的病毒,他们也在学习如何击败这些入侵者,人体一旦发现有病毒入侵就会把安全系统的级别提升,其优点就是负责生产抗体的细胞,将生产出专门针对这种病毒的抗体,并复制出大量和自身一样的白细胞,他们以每秒生产五千个的速度释放大量抗体,涌入血液和细胞间隙扩展防线,当病毒从临死的细胞中涌出时,他们就被抗体标记,然后被白细胞消灭,为了保证万无一失,白细胞会吞噬附近所有可能被感染的细胞。

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周围的健康细胞也做出了最伟大的牺牲,毁灭自己以阻止病毒传播,只有到了这个阶段,我们才会意识到发生在自己体内的战役,加速的血流将更多白细胞送到战场,导致鼻部组织充血红肿,我们感觉到的鼻塞实际上正是猛烈攻击病毒的迹象,依靠团队合作人体的免疫系统,终于阻止了病毒感染的扩散,这只是永无休止战争中的一场战役。

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