人体细胞的自我更新速度是多少?

我们的身体每时每刻都在变化,更新我们的细胞,修复我们的神经,恢复我们的肌肉……在我们的一生中,我们其实已经更换了无数个崭新的自己,几乎没有一个细胞能伴随我们的一生。这种更新的意义不可低估,它不断地将疾病扼杀在萌芽状态,使我们能够在一生中的大部分时间内保持健康。

细胞的自我更新

“你真的知道你的年龄有多大了么?”这是瑞典生物学家乔纳斯·弗里森应邀作学术演讲时喜欢问的一个问题,“我们的身体每年都会生产出足以创造或支持18个肝脏、200个幽门括约肌、8个气管和6个膀胱的细胞,但是,我们只有一个肝脏、一个膀胱,为什么还会生产如此多的新细胞呢?”

乔纳斯?弗里森解释道,这些细胞是为了自我更新。

医学统计数据可以帮助我们更好地理解人体这一不间断更新的“身体工厂”:每一秒钟,人体大约有5000万细胞死亡。这听上去非常吓人,但不必害怕——人体是由60到90万亿个细胞组成的。一般来说,每一个死亡的细胞都会被立即更换。人体有着220种细胞,每一种细胞都有着不同的寿命。按照一般的经验来说,细胞的工作量越大,它遭受的磨损和消耗也就越大。这就解释了为什么我们主要的解毒器官——肝脏——每年可以更新18次,也同样解释了为什么我们每年还需要200块新的幽门括约肌,因为这种肌肉处于胃的末端,它们始终暴露在极强的抗酸剂的攻击之下。

这种细胞的不断更新,导致了人类细胞拥有一个令人难以置信的年龄结构。平均来说,50岁的人,其细胞年龄并不会超过10岁。这里的关键词是“平均”:许多细胞的年龄超过了10年,但是也有许多细胞更加年轻。不过,虽然细胞的再生能力可以持续到死亡那天,但一个50岁的人并没有10岁时的那种活力,因为细胞更新能力会随着年龄的增长而减弱。对于人类来说,30岁左右是一个临界点,那时细胞的磨损和修复仍然保持着平衡。但自那以后,更多的老细胞死亡,而新生细胞却越来越少,人体内细胞的总数正在减少,器官组织正在变旧,身体开始变老。这在我们的皮肤上表现得尤为明显,老年人的皮肤中仍然含有非常年轻的细胞,但是它变得褶皱和松弛无力,原因很简单,比起年轻人,老年人的皮肤中包含的细胞更少,很多老死的细胞得不到更换。

更新我们的身体部件

皮肤是人们外部最主要的细胞,没有皮肤是不可想象的。皮肤在人体中所占的比例很高,据科学家们估计,一个身高1.7米、体重70千克的人,其皮肤大约重14千克,面积达到1.8平方米。我们的皮肤每四个星期就会完全更新一次——这意味着花费了一个假期晒成的棕褐色皮肤只会保持大约4周。在它的更新过程中,由生长在表皮层最底下的一部分角质细胞逐步地朝着角质层向“上”移动,在沿途中,角质细胞经过不同的发展阶段——它们逐渐失去细胞核、收缩、变成表面的皮肤细胞,最后以大约每天100亿个的速度脱落。

但是,对于世界上2%的人来说,他们的皮肤的更新周期会短得多,以至于一个周期只持续6天,这导致了皮肤上出现红色的、肿胀的、发炎的、发痒的斑块,医生称之为牛皮癣。

我们身体最主要的内部部件是肺,人不呼吸,几分钟就完蛋了。我们的肺部每天都要“接待”2万升的空气。为了保持肺部的活力,清理空气中的有害物质,肺部的表面每八天时间就会完全更新一次,借着所谓的祖细胞的帮助,肺部组织内的健康新细胞会不断被创造出来。但是,医生们发现,肺部在更新和恢复过程中如果有干扰,那么产生的细胞就可能会容易形成粘液,这一过程是不可逆的,将会改变器官的整个结构。其结果就是出现各种慢性疾病,比如哮喘、囊包性纤维症和肺纤维化。

人内部另一个重要的细胞就是血管内膜,它是血管内壁的一层保护膜,以保证血液畅通。没有血液输送氧气和养分是不可思议的。为了调节血压,血管内膜细胞会适时地释放血管舒张剂或者血管收缩剂。这样血管内膜细胞也会发生磨损,特别是对于患有心脏病或者血脂水平比较高的人来说,血管内膜细胞磨损得更快。但是没关系,一方面它们也能够自我更新,另一方面近邻的内膜细胞会填补细胞的损失,此外,人体骨髓中也会带来一些供应——骨髓中储藏着一些特殊的干细胞,这些干细胞能够进入血液以形成新的血管内膜。

当然,人体重要的部件还有心脏。心脏每天大约要泵出1万升血液以供应全身。尽管心脏有着非常巨大的能量消耗,心脏细胞却并没有很好的再生能力:当我们出生时,心脏细胞大约有60亿,但是,当经过了一生的旅程之后,这一数字下降到了20到30亿左右。不过好在人逐渐老了,活动量也逐渐小了,心脏的工作量也会逐渐减轻,所以心脏细胞也就足够供我们一生使用了。