人體細胞更新驚人速度:每秒高達380萬個!

間充質干細胞、免疫細胞、外泌體源頭實驗室

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人體細胞是有壽命的,每天都在更新,衰老死掉的細胞會被新的代替。有一個廣為流傳的說法是,人體全身的細胞全部替換掉,需要經過七年,也就是在生理上,我們每過七年就擁有一個新的身體。

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身體細胞真的會每7年全部更換一遍嗎?并不會。盡管有些細胞的存活周期很短暫,但另外有些細胞會伴隨我們一輩子,比如大腦的神經元、心肌細胞和眼球中的一些核心細胞。

01

七年太久,98%的細胞一年內完成一次更新

不同類型的細胞構成了我們身體的不同器官。這些細胞會不斷地再生,而且新細胞會取代舊細胞。所以從新生兒階段一直到老年,我們的身體都在不斷地變化。

人體內細胞并不是一成不變的,而是時時刻刻變化著的,細胞不斷衰老死亡同時又不斷更新生成,細胞壽命長短不一。

人體細胞更新驚人速度:每秒高達380萬個!
有些細胞能在一個月內就完成更新,比如:胃細胞,7天更新一次;味蕾舌表面細胞,10天左右;肺表面細胞,2到3周,21天左右;皮膚更新28天左右。

有些需要半年至一年,像:

肝臟更新5個月,180天左右;

紅血球:4個月,120天左右;

指甲:6到10個月,300天左右。

有些就需要更長的時間了,骨細胞7年~10年,心臟20年。

細胞的更替是循序漸進的,并不會在同一時刻全部換掉,不同的細胞代謝的時間和間隔都不同。人的大腦細胞是永久不變的,所以就算身體經過了七年的更新周期,你的腦子依然還是同一個。

02

人體的細胞數量

作為地球上最高等級的生命體,我們人類當然也是由一個個細胞構成的。科學家們估計,一個成年人體內的細胞總數大約有40-60萬億,只是由于組成人類的細胞大多很小,其尺寸大多介于1~100微米之間,因此人類看起來并不十分巨大。

人體細胞更新驚人速度:每秒高達380萬個!
在組成人體的40-60萬億個細胞中,每天大約有500~700億個細胞會死掉,這些細胞大多數是正常死亡的,整個過程由我們的基因控制,因此生物學家們稱之為細胞凋亡。700億這個數字看起來很可怕,但將其與我們全部細胞數量相比卻僅占0.1%多一點。這些凋亡的細胞大多會迅速分解,再被白細胞們吞噬分解,新的細胞也會再長出來,而我們也隨之一天天長大、一點點變老。

細心的你一定發現,如果用40萬億這個總數去除以500億,得出的結果是800天(2年零2個月),也就是說7年這個數字看起來還是挺保守的。

03

細胞為什么會死

所有人都來自一枚受精卵。它會在母親的子宮里發育成胚胎,隨著細胞的分裂,胚胎一點一點地長大,直到我們降生到人間。我們呼吸空氣,喝水、母乳或牛奶,吃東西,從一個嬰兒長成少年,再從青年漸漸變老并最終死去。

在上述的整個過程中,我們體內每時每刻都有新的細胞誕生,也都有老化的細胞凋亡。即便是在母親的子宮里,我們身體上也存在大量的細胞凋亡。

人體細胞更新驚人速度:每秒高達380萬個!
在胚胎發育的過程中,胎兒內還存在一些未連接或連接不正確的神經元,由于這些神經元沒有連接到正確的位置,它們接收不到生存所必需的營養因子,于是導致那些無效的神經元細胞凋亡死亡。

作為自我保護機制和一部分,我們DNA中復雜的密碼系統指令某些受到感染的細胞“自我了斷”。例如在癌細胞被激活之前消滅它們,才使得我們不至于罹患癌癥,因為癌細胞會瘋狂復制,DNA會提前消除這些隱患。

由此我們可以知道,人體內大多數細胞的死亡都是正常生命過程的一部分,這或是出于發展需要淘汰掉一些不需要的細胞,或是機體出于自我保護需要而剔除那些受到感染的細胞、提前消除癌變隱患。

04

每秒更新380萬個細胞

不過,真實的情況可要比這復雜得多。在最新一期《自然-醫學》雜志上,以色列魏茨曼科學研究所(Weizmann Institute of Science)的兩位科學家Ron Sender博士和Ron Milo教授對人體各種細胞的更新速度做了一次大普查。

我們來看看他們得到的結果。

人體細胞更新驚人速度:每秒高達380萬個!
在先前的研究中,這兩位科學家曾和同事詳細地對人體細胞的總數和基本構成做過一次普查。根據他們的估算,一個成年人的細胞總數大約為370萬億(3.7*1013)。其中,六大“家族”占了97%,即紅細胞、神經膠質細胞、內皮細胞、皮膚成纖維細胞、血小板和骨髓細胞。

不同組織、不同類型的細胞壽命不一樣,有些只能存活短短幾天,比如位于腸道的表皮細胞;有些卻幾乎陪伴你整個人生,比如大腦的神經細胞。顯然它們對“平均”更新速度的貢獻不一樣。

這一次為了估算細胞死亡和更新的規模,兩位科學家調查了幾十種細胞的壽命變化,并綜合考慮各類細胞的數量分布和質量分布,把所有占細胞總數0.1%以上的細胞類型都算了進來。

人體細胞更新驚人速度:每秒高達380萬個!
不同類型的人體細胞平均壽命差別很大,數量也差別很大

考慮到不同的年齡、性別、體形大小和疾病狀態等因素都會影響細胞數量,科學家們在做這類估算時都先限定了一些條件,設置了一個“參考人”作為基準:年齡在20~30歲,體重70公斤,身高170厘米,健康男性。

根據他們的估算結果,一個人每天更新的細胞量為60~100克,約3300億個細胞!也就是說,就在你讀這句話的一秒鐘里,就有380萬個細胞新上線。

其中,大部分更新的細胞是血細胞(近90%),主要為紅細胞和中性粒細胞(白細胞中數量最多的類型),可見骨髓造血的能力非常強大。其次是胃腸道上皮細胞。所有其他類型的細胞加起來不到2%,包括少量的皮膚細胞、血管內皮細胞和肺細胞等。

人體細胞更新驚人速度:每秒高達380萬個!
不過,數量占絕對優勢的血細胞,在更新細胞的總重上只占一小半。胃腸道的細胞占了另外40%。還有一些其他類型的細胞,比如數量上幾乎可以忽略的脂肪細胞,質量可占4%。

那換下來的細胞到哪里去了呢?研究人員分析說,它們有的離開了人體,比如皮膚細胞;有的會被體內的寄生蟲吞噬,或是被眾多的微生物分解;還有一些則會被循環利用。

在研究人員看來,了解我們人體的細胞如何更新周轉,可以為理解健康和疾病提供新的線索。“比方說,腫瘤細胞的更新與其他細胞相比會是怎么樣的?腫瘤生長的能量代價是什么,對其他組織再生有什么影響?等等。”

除了回答這些重要的問題外,至少現在你就可以知道:一天沒見的朋友,他已經更換了330000000000個細胞呢!

05

總結

我們的確在時刻刷新自己的身體,但永遠不會變成一個全新的人。因為我們身體中最重要的部分——中樞神經、心臟和我們用于觀察的眼睛始終陪伴,不離不棄。

有許多細胞的生命歷程十分短暫,它們更新得很快,這也是出于身體機能的需要。那些老化而得不到更新的細胞在體內會發生問題,變成其它細胞的“壞鄰居”,進而危害到身體健康。因此我們的基因及時啟動保護機制,“命令”那些老化的細胞凋亡,讓新的細胞取代它們。

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