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人体内的次氯酸消毒液工厂——中性粒细胞

中性粒细胞作为人类最丰富的循环免疫细胞,当病原体威胁我们机体时,它们如同蜘蛛侠,第一个到达感染或炎症的“一线”,消除问题根源,并竭尽一生守住人体的第一道防御线。


人体内的次氯酸消毒液工厂——中性粒细胞(图1)


歼灭行动

人体内的次氯酸消毒液工厂——中性粒细胞(图2)


中性粒细胞是各类病毒、病菌的杀手,就算令人闻之色变的新冠病毒也无法与之抗衡。那么中性粒细胞怎么展开歼灭行动的呢?


当病原体进入人体后,会被“岗哨”淋巴细胞打上标签——抗体。注意!有一波神奇的操作:有的标签还自带“调味剂”,也就是调理素,能让病原体相对中性粒细胞口感变得更“美味”,让后续的吞噬作用更加强大高效。


人体内的次氯酸消毒液工厂——中性粒细胞(图3)


冲破岗哨的病原体开始侵染组织,此时,中性粒细胞还在血液中巡视。那么问题来了,中性粒细胞是如何冲破血管屏障来歼灭病原体的呢?这就要提到标签的神奇之处了——中性粒细胞一旦侦查到带有标签的病原体,就会减速,在粘附分子的辅助下,粘附于病原体所在区域的血管内壁上,然后在其他交联分子的作用下,穿过细胞之间的紧密连接,浸润到受感染的组织,与病原体展开正面对决。


聪明的中性粒细胞绝不给病原体任何逃脱的机会,它用吞噬体的囊泡将病原体团团包裹,接着对其进行严格的消毒,消毒的工具就是大家最熟悉的次氯酸消毒液。


人体内的次氯酸消毒液工厂——中性粒细胞(图4)


次氯酸由于分子较小,很容易扩散到细菌表面,穿透细胞壁细胞膜,使菌体内的酶类因氧化而失去活性;同时,次氯酸分解产生新生态氧[O],极具氧化性,可以破坏蛋白质的结构,导致机体DNA复制失败,不能进行繁殖,机体丧失功能,最终失去感染能力。


人体内的次氯酸消毒液工厂——中性粒细胞(图5)


巧的是,中性粒细胞内有一种超级高效的“消毒液”——次氯酸工厂。在这个小小的工厂中,髓过氧化物酶与过氧化氢(H2O2)共同与氯离子发生氧化反应,产生次氯酸。其中,髓过氧化物酶来源于中性粒细胞,过氧化氢是细胞吸收的氧(O2)通过线粒体膜结合酶(NADPH酶)转换而来的氯离子则是由体内物质代谢产生的。而它们的产品次氯酸则是一种氧化性强、丰度最高的氧化剂,可迅速攻击人体内多种生理学相关的分子,包括氨基酸、核苷酸、多烯酸、抗坏血酸、硫醇、硫醚和胺类等。


这个超级迷你版的消毒工厂生产规模极为惊人,科学家做了一个定量分析,在2小时的孵育时间内,106个活化的中性粒细胞可以产生约 2×10-7 mol 次氯酸,这些次氯酸足以在几毫秒内破坏 1.5 亿个大肠杆菌!