你是怎么免疫的?肥皂泡为啥比水泡持久?
答案出乎你的意料!...
这是“文盲正侃时间史-物理科普”微信群的两节小课程,复制聊天记录稍加整理。
一、超过任何智能设备的人体免疫细胞
暮色苍茫:我上次主要想讲讲体内免疫细胞怎么区分敌我的,非常难以想象。代星旻:你说超过任何智能设备。
暮色苍茫:绝对的。
暮色苍茫:
体内的感染物大概有两种情况:
一种是存在于细胞外面,比方在血液里游荡的,这种比较容易发现,也比较容易消灭;
但是还有一种感染,比方病毒,是可以躲到细胞里面的,或者癌症,也是细胞内部的病变。
那么,免疫细胞有什么样的火眼金睛可以看到被感染的细胞内部有问题呢?
想了解免疫细胞如何能看到受感染细胞的内部,首先要讲讲细胞膜。
我们一般认为细胞膜就像肥皂泡一样——细胞膜当然会更结实一点,厚一点,不那么脆弱——但是总体而言还是光滑的,整齐干净的。
可实际情况很不一样,细胞膜是细胞展示体内垃圾的场所,细胞内部的垃圾会被运到细胞膜上,伸出去,杵在外面。
下面再讲讲细胞的垃圾是什么东西。
细胞内部DNA是司令,整天躲在司令部也就是细胞核里不出来,所以干不了什么大事。
事情都是谁干呢?DNA可以用来合成蛋白质,蛋白质是细胞内的工人,什么都干。
代星旻:哈哈,好有画面感!
暮色苍茫:蛋白质是什么东西?
代星旻:工蚁?
暮色苍茫:
蛋白质是氨基酸组成的,氨基酸是不太大的有机分子,一共20钟氨基酸。
这20种氨基酸从病毒一直到万物之灵的人都用,都是一样的。
蛋白质是20种氨基酸首尾相连组成的一根带子,这跟带子会自己折叠形成三维结构。
但是体内蛋白质处于动态平衡,不停被合成,同时不停被降解。
代星旻:为什么要降解?
暮色苍茫:这个听起来有点浪费能源,吃饱了撑的,不过有很大生物意义,以后再说。简单说就像人有生死,只有生没有死会很麻烦的。
蛋白质是在细胞的一个“机器”里被降解的,降解过程有点像一把剪刀剪盘在一起的带子,几剪刀下去,一根长带子就变成数跟短带子了。
这个短带子有个学名,叫肽,或者多肽,就是短的蛋白质。
代星旻:剪断位置固定不?
暮色苍茫:不同的酶剪不同的位置。以后可以讲讲酶。
这个降解出来的多肽就是垃圾,大部分垃圾都回收利用了,重新合成蛋白质。小部分垃圾被运到细胞表面,展示在细胞膜上。
免疫细胞在碰到别的细胞时,就靠识别这些垃圾,来判断这个细胞里面有没有藏着外物。
代星旻:如果有病毒,这些垃圾就和正常垃圾不一样了?
暮色苍茫:对,如果有外源蛋白质或者有基因突变导致蛋白质顺序变化,比方癌症就是基因突变导致的,免疫细胞就能通过检查垃圾看出来。
因为人体蛋白质的氨基酸顺序是已知的,降解出来的多肽的氨基酸顺序也是已知的,免疫细胞把人体内所有正常多肽顺序都背下来了。
下面要讲讲惊人的地方了:
在细胞膜上的垃圾多肽一般有9个氨基酸那么长,我刚才说,一共有20种氨基酸,那么9个氨基酸组成的多肽可能有多少不同顺序呢?就是20x20x20。。。。连乘9次——答案大概是5000亿。
也就是说有这么多可能的顺序,免疫细胞可以在这么多顺序里面认识哪些是自身的多肽,哪些是外源的,而且效率奇高,敏感度奇高,错误率几乎为零。
代星旻:厉害,数据库搜一遍也需要不少时间。
暮色苍茫:这是因为我们每时每刻都在被感染,如果错误率稍微低一点,我们就麻烦了。别忘了体内有这么多细胞,全靠免疫细胞盯着呢。上天给我们一支太好的部队了。讲完了。
代星旻:可以提问了?
暮色苍茫:好。
代星旻:
1、病毒也是这些氨基酸,如何区分的?
2、这个匹配机制原理是什么?
3、j免疫细胞都是群殴吧,互相如何通信?
暮色苍茫:
1. 病毒的多肽的氨基酸顺序不一样,免疫细胞不是辨认氨基酸,而是辨认氨基酸顺序。
2. 这个问题说起来又是一大堆,下次吧。
3. 这个问题回答起来也是很多。简单答案是对,免疫细胞有很多种,通力合作,群殴。
代星旻:病毒组成一定是在这5120亿个组合之外?
暮色苍茫:在这个之内,这个数字是理论上可能有的最大组合数值。
体内是这样的,只要免疫细胞发现某个细胞有异物,这个细胞就厄运临头了,一般是被杀掉。
代星旻:免疫细胞是同归于尽吧?
暮色苍茫:免疫细胞在完成任务以后会自杀。
dish:以前读书,感觉酶很厉害。唾液消毒,酶的作用?
暮色苍茫:对。酶的作用太大了。很多化学反应从能量的角度应该发生,但是速度奇慢,酶可以极大提高反应速度。
代星旻:艾滋病毒又和普通病毒攻击方法不一致?
暮色苍茫:艾滋病毒是专门攻击免疫细胞的病毒,所以比较坏。
暮色苍茫:现在睡觉,大家继续。
(PS:暮色苍茫在地球另一面搞从事医药业,与国内有时差)
二、为什么肥皂泡比水泡更持久?
(这段课插话较少,直接抓图聊天记录)话题起因:
开讲:
PS:鲁超,物理专业,化学行业,天涯热帖《元素家族》作者。
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