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人體幹細胞是什麼來的

生活 更新时间:2024-09-18 08:25:43

人類的一生,将經曆堪稱地球生物中最為非凡的身體變化。

從一是單細胞長成一個能走路、會說話、有感情的人,在一系列隐藏的過程中,37萬億個細胞發生變化,使你一天可長高一厘米,成年後,你的身高可達嬰兒期的四倍。在童年經曆的影響下,你将擁有一個屬于你的獨特大腦,甚至到了老年,你的身體還會重新生長。

如今,科學家将通過研究整個過程,延長人類的壽命。

人體幹細胞是什麼來的(CCTV紀錄片真相人體的秘密)1

我們生活在一個偉大的科技時代,科學家以全新的方式,揭示身體所隐藏的工作機制,分析人類如何學習、生長以及生存。央視CCTV紀錄片《真相:人體的秘密》中講述了“萬能細胞”——幹細胞如何再生新的皮膚、肝髒、血液。

你可能認為你了解自己,但如今你可能要重新思考這個問題。

人體幹細胞是什麼來的(CCTV紀錄片真相人體的秘密)2

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從嬰兒長到成年,你的人生是一個持續變化的過程。

當你成年時,你可能認為,成長的曆程可以宣告結束了。但事實并非如此,因為人體非凡的成長過程,在你成年後仍會繼續。所以,你的指甲需要剪短、你的頭發需要修剪打理,這是你所能看到的生長現象,随着年齡的增長,你的身體内部也在持續的更新和再生。

你實際上比你看起來更年輕,因為構成你身體的數萬億個細胞在不斷地再生更新。

鐵人三項選手盧·霍蘭德今年87歲,他完美的诠釋了這個神奇的過程。

人體幹細胞是什麼來的(CCTV紀錄片真相人體的秘密)3

這是逃離惡魔島鐵人三項賽,要想活下來,就必須堅持遊完2400米,橫跨舊金山灣,然後是29公裡的自行車騎行,以及将近13公裡的長跑,你的身體必須保持巅峰狀态。

到了這個年紀,很多人隻能坐在沙發上歇着,盧卻将自己的身體推向了極限。

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盧依然能參加比賽的原因在于,他身體的很大部分都沒有到87歲。他的身體和大家的身體一樣,都在經曆着不曾間斷的修複過程。從裡到外,它仍在生長。

你的皮膚每個月都會完全換一遍,那就是超過一萬億個細胞,占你身體重量的16%;你的胃黏膜每2至9天更換一次;而肝髒的再生過程需要一年。

雖然我們認為,身體的細胞都可以分裂,但大多數細胞,從肌肉到血液再到神經,它們都自行複制。一種非常特别的細胞,負責這項工作,那就是你的幹細胞。

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幹細胞具備自我複制能力,它們藏在你的身體組織裡,可以再生新的皮膚、肝髒或者血液。

盡管随着年齡的增長,細胞再生的活力将逐漸減弱。盧的身體和你的一樣,每天仍會生長出新的細胞,有超過兩億個新細胞,專為這項比賽而生。

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“舊金山有山,我在山上訓練能呼吸到大量新鮮空氣,但這個一個艱難的過程,我是說這是一項艱難的比賽。”

這個過程對盧來說可能很難,但我們的日常習慣,其實也在損害我們的身體。肺的表面會不斷出現磨損,空氣的熱度和灰塵損壞脆弱的肺膜,因此,肺膜需要每兩周左右更換一次。

人體幹細胞是什麼來的(CCTV紀錄片真相人體的秘密)11

盧在不斷給自己施壓的同時,他的身體需要更多氧氣才能堅持。于是,幹細胞會不斷補充紅細胞,這意味着在接受鐵人三項的挑戰時,他能獲得身體所需的充足氧氣。

紅細胞流經薄薄的肺泡,将氧氣帶到身體的各個器官和肌肉,但紅細胞的存活過程很艱難,紅細胞需要費力地擠過毛細血管,在持續的機械應力之下,它們會在3個月後死亡。在長骨的骨髓深處,新的紅細胞持續地生長,被稱為原血細胞的幹細胞分裂,并在2天後成熟,然後被釋放到血液中,形成新的血細胞。

身體通過這個非凡的過程獲得新生,有了紅細胞的持續供給,盧得到了身體所需的氧氣。

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“有句話說得好,用進廢退。大家都會問,你的膝蓋怎麼會沒事,他們現在都裝了人造膝蓋,而我的膝蓋保養的不錯,有這對原裝的膝蓋,我才能參與這項比賽。”

身體的各個部位看似一成不變,但事實并非如此,你的骨骼在不斷出現損傷,并且被這些分裂的幹細胞替代,長出一根新的骨頭,需要将近10年。盧現在87歲,他将第九次長出新的骨骼。

盧的經曆證明,人類生長的神奇力量,可以使我們保持活力。

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從嬰兒到成人,人類将經曆貫穿一生的成長之旅。如今,醫學科學通過調控一生中永不停止的細胞生長和更新,延長人類的壽命。

随着年齡的增長,與生俱來的細胞再生開始變慢,因為身體的損傷和消耗不斷累積。最終,我們的器官将衰竭,但如果生長出新的器官,結果又将如何。

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哈拉爾德·奧特博士試圖利用我們對細胞生長的理解,在實驗室培育出新器官,他是這個領域的先鋒之一。

幾年前,他的研究隻是科學幻想,甚至到了今天,與奧特博士的研究有關的科學認知也非常有限,他試圖利用幹細胞培育可用于移植的人類器官。此時,他的目标是培育心髒。

“随着年齡的增長,很多疾病可導緻器官功能喪失,最終,我們的器官将走向衰竭。因此,器官衰竭,是一種不可避免的疾病,這也是生命過程的結果。沒錯,身體最終會衰老退化,身體的一個或多個器官,可能被損傷或壞死,我們則希望找到解決這個問題的辦法。“

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人類的心髒很複雜,它不可能從零開始生長,因此,奧特博士将利用心髒的内部結構培育心髒。這顆醫學研究用的心髒由器官捐獻者提供,他用清洗劑去除老的心肌細胞,但完整的保留内部的支架結構是一個精細的工作。

“我們給心髒灌注不同的化學物質,這個過程持續了好幾個月,當我們找到最佳的清洗劑混合比例時,我們有了一個令人興奮的發現,因為細胞都消失了,但支架結構保留了下來。最終,我們得以借此開始培育一些功能性組織。”

蛋白質外殼保留了正常心髒的結構,但如果沒有活躍的心肌細胞,心髒不可能正常工作。因此,奧特博士須通過幹細胞培育心肌,他提取皮膚中的幹細胞并進行重組,使其發揮胚胎幹細胞的作用。

“為了再造一個可移植器官,一個正常工作的心髒,我們提取了皮膚細胞,并将其重編成為幹細胞。然後我們提取這些幹細胞,将它們轉變成血管細胞或心肌細胞。當它們成熟到一定程度,當這些細胞知道自己将成為血管細胞或心肌細胞時,我們再将它們植入這些心髒的支架結構中。”

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奧特博士再造的心髒看起來跟我們的心髒很像,但它還不能被用于移植,因為新細胞還很年輕,它們更像胎兒的心肌細胞,科學家還需要進入下一個階段,使器官像成人的心髒一樣工作。

盡管這項研究不能讓我們得到永生,但它可以加強身體的再生功能,使我們到了老年仍然能繼續我們的生長之旅。

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我們對人類生長的全新認識,意味着我們将在未來,增強再生能力,我們将有可能延長壽命,活得更健康,從而打破人類壽命的局限。

參考資料:

[1]CCTV央視科學教育頻道.

部分圖片來自網絡 侵删

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