新型冠状病毒还让你心慌?这部科普片把病毒那些事儿都说清了

原标题:新型冠状病毒还让你心慌?这部科普片把病毒那些事儿都说清了

近日,被专家命名为2019-nCoV的新型冠状病毒,从武汉一路横行直至全国各地。截至2月3日16时51分,在全国新型冠状病毒肺炎已确诊17335例。

△ 新型冠状病毒肺炎疫情的数据 / 国家及各省市地区卫健委

有人越刷新闻动态越心慌。恐慌有时源自未知,科学会让我们从容。疫情当前,我们到底应该如何理解病毒与人类细胞的关系?微观世界中细胞与病毒如何进行对抗?科普纪录片《人体奥妙之细胞的暗战》或许能带给我们一些思考。

这一部科普纪录片,关乎你,关乎我,关乎着地球上生存的每一个人。影片从细胞的内部世界揭示了人体细胞系统的精细机制:从狂热的扮演着针对进出细胞的每个物体的安全防御系统的细胞膜,贯穿细胞的输送物质颗粒的细胞架,以及保持整个细胞世界运转的线粒体 ,到保存着DNA的细胞核和成千上万种各自拥有不同的蛋白质的合成,而病毒正是旨在劫持这套系统以为其所用——制造更多的病毒。

入侵人体的病毒

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、器官和身体的其他部分,数十亿的微型机器,无时无刻都在工作着,它们各司其职,相互协作,对抗病毒入侵。但有时只需要一个病毒,便可以控制所有细胞,进而感染全身。

科学家已经见证了这个曾经看似不可企及的世界——人体细胞内部。在这个美妙的世界里,有一场历时最长的战争。这场战争的开端可追溯到远古时代,那时,地球还在被单细胞和病毒主宰。正是这场历时四十亿年的斗争,改变了人类的进化历程。也许在你看手机的现在,你身体里的细胞正在与病毒这个宿敌进行较量。

细胞,是活体组织的基石,是构成人体的最小单位。

蛋白质

蛋白质是这个奇妙世界的工人,复杂的化学物质组成链状结构,再结合,形成壮观的蛋白质机器,有些蛋白质可组成令人惊叹的构造,比如支撑细胞的内部骨架。这些宏伟的支架结构,根据受力的改变不断调整,通过自建与重建,赋予细胞形状和坚韧度。

马达蛋白充当搬运工的角色,它们利用细胞骨架为公路,将养料、化学物及生命必需物运送到相应的地方。它们只是维持这个繁忙社区的微型机器的一种。

线粒体

细胞发电厂线粒体是为此过程提供能量的,其内部有个每分钟旋转一千多万次的涡轮。以此给数十亿的“化学电池”充电。我们的每一次心跳,每一个动作,每一个思考,都依靠细胞发电厂的能量。

细胞核

细胞核就像储藏室,用来存放指导生命运作的说明书,即DNA。DNA是一种链状的化学物质,被整理成一个个基因,每个基因都是一条如何合成特定蛋白的指令。DNA双螺旋结构有两万多条指令,指示我们的细胞该在何时构造何物,该怎么组建细胞乃至整个人体。

人体每个细胞含有一米八长的DNA,如果把人体内所有的DNA连成直线,可在地球月球之间折上几千个来回。

白细胞

每个细胞就像是一个社区,社区与社区之间也需要交流互动。所以蛋白质的碎片会被不断的运到细胞表面。检察官便是免疫系统——白细胞。它们会为了社区安全稳定,检查释放出来的蛋白碎片。

人体每一个细胞都是一个极其复杂,令人惊叹的世界。它们听从其核心细胞核的指挥,永不停止的执行着DNA的指令。但这仅仅是个开始。

虽然免疫系统反应及时,但仍有数以万计的病毒可以冲破防线。

病毒依附在细胞膜

它们在细胞表面将遇见第二道防线——细胞膜。每个细胞膜都是动态的保护层,小分子(例如水)可以直接渗入。大分子(例如糖)的则需要一把特质的钥匙。细胞表面不停巡逻的哨兵们可以辨别这些蛋白质钥匙。经过数十亿年的进化,病毒已经拥有了这把钥匙。病毒就这样悄无声息的通过的细胞膜,第二次交战病毒获胜。进入细胞的所有物质都会被分解,病毒也不例外。

病毒

这本该是病毒是末日,然而并不。在它们瓦解的时候会释放一种隐藏与内部的特殊蛋白质,击碎分解壁,释放病毒。但幸运的是有很多病毒被一开始的抗体紧紧依附,不能释放逃离蛋白质,最终被消灭。

虽然幸存的病毒距离目标只有五微米,但距离成功却还有十万八千里。无自动能力的病毒有九成的侵入在此结束。但病毒也在这场军备竞赛中准备了数亿年,它们已经进化出能依附于马达蛋白的精密结构。

病毒大军

马达蛋白就这样带着它以为是营养物质的病毒前行着。就算在纵横交错的细胞骨架上,它们也能游刃有余的安全通过。数以百计的军队挟持这马达蛋白向着细胞核进发。

你以为病毒赢了?并没有。

近几年,科学家突然发现,细胞内部要有着一套自己的防御系统。

DNA 链条

一种特殊的蛋白质在细胞运输系统各处搜寻携带抗体的物质,一旦发现,全部击碎。没有抗体依附的病毒,成功逃过一劫。它离“成功”就差进入这一道门。马达蛋白将过大的病毒撕开,助它进入细胞核。

一同进入的还有病毒一小段的DNA,但足够了。由于身体无法分辨这两种DNA的区别,无奈盲目将病毒的遗传编码,转录为给细胞的执行指令,从而绘出自我毁灭的蓝图。核糖体接到指令,开始制造病毒蛋白质。病毒大军在细胞核内养精蓄锐,等待兵强马壮那一刻。与此同时,最后一线希望也被悄悄的送出细胞。囊泡与细胞膜结合,将病毒碎片运送出细胞,利用最后的时间向外界发出已沦陷警告。

病毒在DNA链条分裂繁殖

在二十四小时以后,病毒制造出了新的大军。在破坏了骨架结构后,细胞结构开始崩塌,接着破坏了细胞核膜。病毒大军挥师北上,像洪水一般涌向周围的细胞,准备给身体以致命的重创。

但是真正的战争才刚刚打响。

在病毒在细胞核内造军队时,我们的抗体也已经完成了针对这种病毒的改造,并重返战场。细胞在垂死之际发出的信号并没有白费,大量的巨型白细胞向被侵略的细胞聚集。它们也在学习如何击败这些入侵者。一旦病毒被免疫系统发现,体内的安全系统便会提升级别。为保证万无一失,周围的健康细胞也做出了最伟大的牺牲——毁灭自己,以阻止病毒的传播。

只有到了这个阶段,我们才能感觉到身体的些许异样。体内血流加快,是为了将更多的白细胞送上战场。

体内血流加快

我们所感觉到的鼻塞,实际上正是细胞猛烈攻击病毒的迹象。更神奇的是,一旦被一种病毒感染过,能对付该病毒抗体的白细胞将会永远保留在自己的骨髓中。再遇这种病毒,免疫系统便可以迅速做出反应。我们也处在物种进化的潮流之中,在一次次的战役中,进化细胞使自己变得更强壮。

细胞与病毒斗争了数十亿年,而赢家就是我们每一个人,每一个强大复杂精密的防疫系统。

即使单个细胞在与病毒进行正邪对决过程中失败了,还有数万亿的战士在为你而努力,为你而战斗,为你而活着。

当你感到失落绝望的时候,想想体内殊死与病毒抗争的120亿万细胞战士,又有什么困难能将我们打倒呢?

资料来源:

BBC纪录片《人体奥妙之细胞的暗战(Our Secret Universe: The Hidden Life of the Cell)》,2012-10-21,英国

文/刘珊珊, 审/任慧返回搜狐,查看更多

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