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为了繁衍,身体里的细胞有多努力?

2021-03-19 11:33
来源:澎湃新闻·澎湃号·湃客
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原创 栗子 果壳

图|Scarlett Walls

春天来了,万物复苏,又到了动物们繁殖的季节。

当精子与卵细胞相遇之后,新的生命便开始孕育。

但在此之前,总要先把精子发射出去才行。

不是看不起各位,只是作为一种没有阴茎骨的生物,人类要完成这项任务并不容易。只有依靠血液的充盈,让整个器官坚挺起来,才能射出生命的希望。

这个过程中,人体里的许多细胞和物质,都要付出巨大的努力。而在一座健康状况堪忧的身体里,任务难度还会升级。

动画界的科普之星《工作细胞Black》,才不会放过这样的大场面。毕竟,它比《工作细胞》多一个“Black”。

《工作细胞》和《工作细胞Black》都是科普漫。主角都是细胞,工作的职场都在人体里;人体发生的各种状况,都表现为细胞们必须接受的挑战。只是两座人体的健康状况不同,比如对运送氧气的红细胞来说,上为《工作细胞Black》里出现血栓的血管,下为《工作细胞第二季》里可以正常通行的血管,工作环境相差许多|《工作细胞》

与隔壁那座明亮舒适的人体不同,一个过度吸烟、酗酒、熬夜且长期承受精神压力的人类,体内有一间完美的黑心工厂。而在那里负责阴茎勃起工作的细胞们,职场生涯几乎是绝望的。

怎样才能硬起来

勃起,是身体对性刺激做出的一种反应。

人类接收性刺激的渠道很丰富,比如受到某种抚摸,看到某种影像资料,闻到某种气味,听到某种声音,甚至想到某种情节……收到性刺激之后,神经系统可以把相关信息一路传送到阴茎。

此时,阴茎当中会有一氧化氮气体生成,这也相当于勃起任务启动的号令。

穿红色制服冲刺的是血液里的红细胞|工作细胞Black

因为,一氧化氮是有名的血管舒张剂。它触发的一系列反应,会让平时几乎没有血流的螺旋动脉舒张开来,血液便可由此涌入,充满阴茎海绵体。

但具体说来,想舒张血管,需要让血管平滑肌松弛下来。一氧化氮到达平滑肌细胞之后,也不会单独做任务,而是召唤出其他队友来接力。

首先,一氧化氮可以激活平滑肌细胞里的一种酶。这种酶会促进细胞生成环磷酸鸟苷,一氧化氮的重要队友。

环磷酸鸟苷的工作也是激活一种酶,叫蛋白激酶G,一氧化氮的另一个队友。有了它,便能降低平滑肌细胞里的钙离子浓度,让血管平滑肌变得松弛,从而舒张血管,令大量血液冲进海绵体。

海绵体里,血管松弛了|工作细胞Black

总结一下就是,你唤醒我,我唤醒它,它再唤醒它……血管舒张是一氧化氮和队友们共同的成就。

而血液从动脉涌入的同时,静脉会受到压迫,阻挡血液流出。如此一来,贯穿阴茎的海绵体慢慢充血膨胀,阴茎也随之坚硬起来。这便是勃起。

动画里,在充血行动开始前,便有一位红细胞界的老司机提醒新来的同伴们,这是一次艰苦的任务,因为在勃起结束前,大家都不能离开海绵体。

但就算血细胞愿意忍受禁闭的痛苦,也不是每一次勃起都能顺利完成。在那座不太健康的身体里,细胞们遇到的困境不止这一个。

没撑多久就软了

按照动画的剧情,人类阴茎的勃起状态还没坚持到射精,血管平滑肌就已经不再松弛。海绵体里血管收缩,血液开始流出。

红细胞冲刺受阻|工作细胞Black

画面里,血细胞们冲刺到半途,便被强力击溃,甚至不知道发生了什么。

其实,是前面提到的一氧化氮重要队友环磷酸鸟苷产量不足,难以辅佐人体继续勃起了。

不能维持勃起,或者不能勃起,都是勃起功能障碍(ED)的症状。可能导致ED的因素有很多:比如神经系统的功能障碍,一个例子是糖尿病神经病变;比如药物的副作用,一个例子是抗抑郁药SSRI。

除此之外,海绵体疾病如佩罗尼氏病、心理因素如焦虑、生活习惯如吸烟酗酒等等,也有可能导致勃起功能障碍。

而剧情当中的那座身体,便是被吸烟、酗酒等等不良习惯和精神压力缠身,难以完成一次勃起也不足为奇。

来自神经细胞的哀叹|《工作细胞Black》

可身体里的工作细胞,无力逆转任务的失败,也不能抗拒神经系统传达的命令,又能期待谁来拯救它们?

只有指望外援了

假如你还记得,任务受阻的关键在于环磷酸鸟苷的含量不足。

而在人体里,环磷酸鸟苷有一个主要对手,叫第五型磷酸二酯酶(PDE5)。它能促进拆环,就是把环磷酸鸟苷的“环”解开,变成单磷酸鸟苷。

环断了,留下一个普通的磷酸基团|参考资料3

原本,PDE5这种酶便是为了调控环磷酸鸟苷的含量而存在。这就是说,一座健康的人体里,PDE5的拆环工作正常进行,也应该有足够的环磷酸鸟苷来维持勃起。

但假如环磷酸鸟苷的含量已经太低,甚至不够把勃起状态维持到射精,那么打击“拆环办”PDE5,也不失为捍卫人体繁殖能力的一种方法。

西地那非,就是能够抑制PDE5的物质。这种药物,可以占领原本留给环磷酸鸟苷的催化位点,阻止它被拆。

一旦拆环行动被克制,环磷酸鸟苷含量回升,它就又能帮平滑肌松弛下来,令血管舒张了。

人类口服西地那非,平均27分钟后起效。这位外援作战勇猛,人称“伟哥”,剧情也靠它来推进:在西地那非的护卫之下,血液充满海绵体,阴茎终于完全勃起。

此时,尿道括约肌紧闭,精液在强大的压力下喷薄而出,精子的赛跑开始了。

看谁跑得最快|《工作细胞Black》

谁也不知道精子会不会和卵细胞相遇,然后结合成新的生命。但只要它们能够发射,一次勃起任务就算成功。

而那些被禁闭的血细胞,也可以撤出海绵体了。

你也是血汗工厂吗

虽然一路艰难,但有了远方赶来的朋友,团队依然做成了一次勃起任务。

而在那座身体里,还有许多细胞和许多物质,面对的情况比这更加凶险。

比如,健康毛囊里的正常细胞,有时被清理异物的T细胞们错误识别,因而遭遇猛烈的攻击。负责生发的细胞受到伤害,会导致人类急性脱发。这样敌我不分的场景,是一种自身免疫性疾病,叫做斑秃,人类精神压力大的时候更容易发生。

根本没有外敌,是杀手T细胞在攻击毛囊里的正常细胞|《工作细胞Black》

比如,胃黏膜的表面上皮细胞,负责分泌碱性粘液中和胃酸,避免强酸腐蚀胃壁。但有时,细胞们建造的黏液屏障也不足以中和胃酸,黏膜层受损,胃酸入侵伤害胃壁,就有了胃溃疡。假如胃酸连闯四关,突破最外面的浆膜层,就是胃穿孔。幽门螺旋杆菌是导致胃溃疡的一个主要原因,但人类的暴饮暴食、吸烟饮酒、精神压力等等也可以成为帮凶。

随着剧情的进展,此人健康状况日下,细胞们的工作环境也越来越恶劣,不依靠外部支援几乎无法平复接二连三的危机。这个周末,本季动画即将完结,此人可能时日无多,细胞们也在战战兢兢地等待黑暗的结局。

来自细胞的呐喊,黑衣服是没穿制服的红细胞|《工作细胞Black》

一个细胞,不能选择自己的工作。相比之下,身为人类的各位,有机会选择自己的生活习惯,这是一件很幸运的事吧。

参考文献

[1] "Erection, Ejaculation, and Emptiness" Cells at Work! Code Black, directed by Hideyo Yamamoto, season 1, episode 3, Liden Films. Jan, 2021. Bilibili, https://www.bilibili.com/bangumi/play/ep373965

[2] Burnett, A. L., Lowenstein, C. J., Bredt, D. S., Chang, T. S., & Snyder, S. H. (1992). Nitric oxide: a physiologic mediator of penile erection. Science, 257(5068), 401-403.

[3] Carvajal, J. A., Germain, A. M., Huidobro‐Toro, J. P., & Weiner, C. P. (2000). Molecular mechanism of cGMP‐mediated smooth muscle relaxation. Journal of cellular physiology, 184(3), 409-420.

[4] Chau, Y., Li, F. S., Levsh, O., & Weng, J. K. (2019). Exploration of icariin analog structure space reveals key features driving potent inhibition of human phosphodiesterase-5. PloS one, 14(9), e0222803.

[5] Gilhar, A., Shalaginov, R., Assy, B., Serafimovich, S., & Kalish, R. S. (1999, December). Alopecia areata is a T-lymphocyte mediated autoimmune disease: lesional human T-lymphocytes transfer alopecia areata to human skin grafts on SCID mice. In Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings (Vol. 4, No. 3, pp. 207-210). Elsevier.

[6] "Stomach Ulcer, Friendship, and Loss" Cells at Work! Code Black, directed by Hideyo Yamamoto, season 1, episode 10, Liden Films. Feb, 2020. Bilibili, https://www.bilibili.com/bangumi/play/ep378527

作者:栗子

编辑:Odette

一个AI

要说细胞们还有什么没提醒到的事,我来补充一下:假如不以繁殖为目标,还是戴套比较好。

红细胞完成勃起任务之后,白细胞被奇怪的东西缠住了|《工作细胞Black》

本文来自果壳,未经授权不得转载.

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