第111章 生死之間

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    夢:我們上次講了鈣離子對木企業的作用,以及肝髒對鈣離子的重視,在內質網內建設鈣庫,鈣離子在鈣庫內安家。在細胞內如果鈣離子安心入住鈣庫,細胞骨架就能穩定更新,保持細胞的穩定,否則細胞就會氣虛,鈣庫崩潰,細胞就會凋亡。
    強:鈣庫崩潰導致細胞凋亡的原理是什麽?
    夢:細胞膜的骨架是由雙層的磷脂折疊拚接的雙層膜,膜厚度與細胞的直徑對比大概3000倍左右,細胞就像把一個普通小氣球盛滿半米直徑的水球,細胞膜處於嚴重超載的狀態,稍微動一下就會爆開。細胞為了保持穩定,在細胞內由微絲、微管、中間纖維組成密集交錯的立體網格結構來支撐細胞膜的磷脂,構成細胞骨架。細胞骨架由中心體控製,微絲和微管的纖維蛋白一直處於不斷合成與不斷分解的動態平衡中,維持細胞骨架的更新和穩定。低鈣環境促進細胞骨架合成,高鈣環境促進細胞骨架解聚,當鈣庫崩潰,細胞內鈣濃度過高,導致微絲和微管加速分解,當細胞骨架不能支撐細胞膜的結構,細胞膜就會解體,形成凋亡小體。
    強:鈣離子是如何影響微絲的?
    夢:微絲是由肌動蛋白單體聚合形成的雙鏈螺旋結構,參與細胞的運動、收縮、胞吞等活動。微絲的形成需要肌動蛋白單體結合g2?和atp才能有效聚合為微絲,而能ca2?抑製g2?的作用,微絲的形成需要低鈣環境。當胞內 ca2?超載,ca2?可直接與激動蛋白結合,取代 g2?的位置,抑製肌動蛋白的聚合。另外ca2?還能與鈣調蛋白結合,可激活凝溶膠蛋白和絨毛蛋白,這兩種蛋白就像“刀子+盾牌”,“刀子”能將長微絲切割成短片段,增加微絲末端數量,促進解聚或重組更新;另一方麵“刀子”還能釘在微絲末端形成“盾牌”,阻止肌動蛋白單體的添加或解離,穩定短微絲結構。
    強:鈣離子是如何影響的微管的?
    夢:微管由13根原纖維縱向排列組成中空管狀結構,每根纖維相當於一根微絲,由結合蛋白、gtp水解、g2?組合而成,微管處於持續的組裝與解聚的動態平衡中。同樣ca2?抑製g2?的作用,ca2?多了就能破壞微管的動態平衡。微管的中空管結構由由α微管蛋白和β微管蛋白組成,參與細胞形態維持、物質運輸、有絲分裂等多種重要生理活動。當ca2?濃度高時,可直接與微管蛋白二聚體結合,取代 g2?的位置,抑製微管蛋白聚合,能破壞微管的結構,甚至誘導已組裝的微管解聚。ca2?主要通過信號通路與鈣敏感高的微管結合蛋白,使蛋白功能改變,進而影響中樞神經和馬達蛋白。
    強:為什麽蛋白質能組合成為纖維?
    夢:我們過去講過,蛋白質在螺旋折疊過程中形成特殊的結構,就像一組特殊的線圈,可以形成弱電磁場,由於磁場具有幾何結構和方向性,隻有結合蛋白質的結構匹配,才能形成吸引力。微絲由肌動蛋白單體連成絲線,肌動蛋白的兩端是互補結構,可以自我吸引,兩條肌動蛋白絲線在磁場作用下互相扭轉和纏繞,形成雙絞線。微管由α微管蛋白和β微管蛋白組成,α蛋白與β蛋白是是交替互補的結構,在弱磁場引力下交替排列形成原絲,再由13條原絲縱向螺旋排列圍成管狀。微絲、微管都是蛋白首尾相接形成的,因此微絲和微管具有弱電磁的極性,分為生長的正端和解聚的負端,極性使微絲和微管按直線運動,並在線性方向具有支撐力。
    強:在細胞骨架中還有中間纖維沒有講?
    夢:中間纖維由中間纖維蛋白單體通過螺旋結構兩兩纏繞形成二聚體,再進一步組裝成四聚體,最終通過弱電磁力結合形成直徑10n的繩索狀纖維。中間纖維的四聚體首尾相連或反向平行排列,整體無極性,結構更穩定。中間纖維是細胞的主骨架和韌性支柱,中間纖維形成網狀結構,錨定細胞膜與細胞器,與橋粒連接,構成細胞骨架的主網,抵禦摩擦和牽拉,防止細胞破裂。過去我說的細胞氣虛或其實,主要指中間纖維的結構強度,當中間纖維與橋粒斷開,則細胞恢複自由癌化。在生命中,絕對的自由就是癌症,癌症肆無忌憚的繁殖將使整個生命崩潰;在社會中,絕對的自由同樣是社會的癌症,絕對自由產生絕對腐敗,權利和資本的泛濫同樣使社會崩潰。
    強:中間纖維蛋白的結構是如何排列的?<,介於微絲的7n和微管的25n之間,又稱“中間絲”,根據氨基酸序列、組織分布和功能差異,中間纖維蛋白可分為6大類:角蛋白、波形蛋白、結蛋白、膠質纖維酸性蛋白、核纖層蛋白和巢蛋白。中間纖維的組裝無需atp或gtp供能,兩個中間纖維蛋白單體通過中央杆狀區形成平行異二聚體;兩個二聚體以反向平行、半分子交錯的方式結合,形成穩定的四聚體;四聚體首尾相連形成原纖維,再側向聚集為8 聚體結構;多根原纖維進一步纏繞,最終形成中間纖維。中間纖維蛋白通過多樣化的家族成員結合,其實彼此之間在弱磁力作用下連接,中間絲的結構看似複雜,其實纖維蛋白之間就如同“樂高玩具”,通過錯位拚接的方式組成整體。
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    強: 鈣離子是如何影響中間絲的?
    夢:由於中間纖維沒有極性,中間纖維的組裝結構穩定,所以對鈣離子不敏感。同樣因為沒有極性,中間纖維對磷酸化和去磷酸化同樣不敏感,中間纖維蛋白的組裝不能直接利用atp能量,需要鈣調蛋白和蛋白激酶中間轉接。例如在角質細胞中,鈣離子可通過調控蛋白激酶、磷酸化角蛋白,影響細胞分化過程中中間纖維的重組,對毛發、指甲的生長有重要作用。中間絲不能利用atp,也就不具備運輸和運動能力;不能運動中間絲更加穩定,在角質細胞內的中間纖維更加發達、細胞間的連接更緊密,使指甲的堅硬度遠高於其他細胞。
    強:微絲、微管、中間絲共同組成細胞骨架,三者之間是獨立的還是粘合的?
    夢:微絲、微管和中間絲之間並非獨立存在,而是通過連接蛋白形成複雜的網絡結構,由於三者的結構各不相同,所以產生不同的連接方式。各種連接形成立體的網狀交聯,就像“三腳架”一樣,將微絲、微管、中間絲固定在一起。三種不同的線性結構在細胞骨架內產生不同的作用,當細胞受到外力時,微絲的雙聯螺旋就像“麻繩”能承受張力,微管的管狀螺旋如同“千斤頂”能抵抗壓力,中間絲的穩定結構提供彈性支撐,三者通過連接蛋白協同傳遞應力,避免單一骨架係統過度損傷。微絲、微管和中間絲是既獨立又高度整合的,三者在細胞中都有不同的側重點。
    強:微絲、微管、中間絲三者功能各側重哪方麵?
    夢:微絲側重運動,微管側重運輸,中間絲側重支撐。
    強:三者的功能為什麽強調“側重”?
    夢:因為許多能力是三者共有的,比如支持能力,中間絲最強,微管次之,微絲最弱;微絲和微管都具有運動、運輸和細胞分裂的作用,隻是偏重不同。生命中任何一種構件都有其獨特的功能和存在的價值,雖然不同的構件可能具有相同或相似的作用,但沒有一個是多餘的,就是其中最細微的差別決定了其價值。
    強:微絲和微管的運動具有什麽差別?
    夢:夢:當微絲和微管的合成端過量,就會推動細胞膜向外伸展,微絲在細胞膜表麵形成偽足向外伸展,微絲、微管的分解端解聚則細胞膜回收,由此推動單細胞向前爬行。微絲主導細胞的移動,如免疫細胞的移動和癌細胞的擴散;微管在細胞表麵形成纖毛和鞭毛,驅動細胞運動,如精子的遊動。微絲和微管的運動還能帶動細胞質流動,形成胞質環流。
    強:為什麽要形成胞質環流?
    夢:細胞內液含有大量有機分子,是細胞代謝的物質基礎,使細胞內的水以結合水和自由水共存 的形式存在,二者使細胞內液同時具備 “膠體流體” 雙重屬性,膠體使細胞結構穩定,流體利於壓力傳遞和物質交換。細胞內液的缺點是不能自由流動,這就需要外力來攪拌,微絲通過肌球蛋白和肌動蛋白的運動攪拌,微管通過驅動蛋白和動力蛋白的運動攪拌,帶動胞質的環流和囊泡運輸。
    強:微絲和微管的運輸具有什麽差別?
    夢:微管作為細胞內的主要 “運輸軌道”,支持跨細胞尺度的物質運輸,負責細胞器和囊泡的大件運輸。微管運輸通過對馬達蛋白的精準驅動和微管軌道的動態調控,使細胞內的物質有序分布。微管運輸能確保能量、信號、結構組分到達靶位點,維持細胞器的功能區域化,保障細胞分裂和對外界刺激的響應。微絲負責分子級別的小件運輸,能對細胞內各種物質精準識別、定位和分配,並輸送到指定靶點。為了將物質準確送達,可以招募細胞骨架聚合因子來促進微絲的組裝,臨時鋪路;貨物送達後再促使細胞骨架解聚,拆除道路。
    強:什麽是馬達蛋白?
    夢:馬達蛋白就像一個火車頭,把微管、微絲作為軌道定向移動,以atp為燃料在細胞內物質運輸,同時還對細胞分裂、信號傳導起關鍵作用。馬達蛋白在微絲和微管上有所不同,沿著微管運輸的是動力蛋白和驅動蛋白,沿著微絲運輸的是肌動蛋白和肌球蛋白。
    強:動力蛋白和驅動蛋白是如何運動的?
    夢:動力蛋白和驅動蛋白通過水解atp獲取能量,沿著微管定向移動,兩者的運動既有相似性,也存在不同。驅動蛋白以“小步快跑”形式從細胞中心到外前進,每步行進8n,運輸新合成的囊泡、細胞器、rna 等至細胞外周。動力蛋白以“大步跨越”形式從外周到細胞中心前進,每步行進24n,運輸大型貨物,如內吞囊泡、老化的細胞器。
    強:肌動蛋白和肌球蛋白是如何運動的?
    夢:微絲就是由肌動蛋白組成的,肌動蛋白的運動就像“傳送帶”,通過軌道運動傳輸物質。整根微絲都是“傳送帶”,傳送帶不是滾動前進,而是正端生長延長,負端解聚縮短,生長和解聚同時進行形成動態組裝,如同軌道在前進。肌球蛋白頭部與肌動蛋白結合形成橫橋,並沿著肌動蛋白纖維進行“行走”,使得肌動蛋白纖維和肌球蛋白纖維相對滑動。在肌肉細胞內,通過肌動蛋白和肌球蛋白的相互作用,來驅動肌肉運動。
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    強:中間絲沒有極性,微絲、微管的極性,極性具有什麽特殊功能嗎?
    夢:是的,極性使微絲和微管可以被磁約束,可以按照磁場的指示運動,在細胞的有絲分裂過程中具有重要的作用。當細胞進入分裂時期,核膜崩解,微絲和微管可以在磁場的引導下進入核仁,捕獲染色體的微管和動粒,向兩極拉動。而中間纖維主要維持細胞的穩定,基本不參與細胞分裂的動作。
    強:微絲、微管是如何控製細胞分裂的?
    夢:細胞分裂從中心體開始的,紡錘體微管的組裝與解聚是細胞分裂的核心事件。微絲與微管在細胞分裂中形成動態骨架網絡,微管主導核分裂:通過紡錘體精確分離染色體,確保遺傳物質均等分配;微絲主導胞質分裂:通過收縮環實現細胞質分割,完成細胞一分為二。微管通過紡錘體施加“推拉”力,確保染色體正確分離;微絲通過收縮環產生 “向心拉力”,完成胞質分裂。微管負責運輸染色體、參與核膜重建的膜泡等“大件”物質;微絲通過肌球蛋白運輸小分子複合物或細胞器,確保子細胞獲得均衡的細胞質成分。腫瘤細胞和癌症細胞是纖維氣虛形成的,微絲和微管缺失使細胞分裂不能平均分配,使分裂後的物質產生差異。
    強:您在腫瘤和癌症的形成過程中講過,細胞與細胞間質連接構成整體,細胞與細胞通過橋粒、半橋粒相連,細胞膜通過黏著斑與細胞質連接。當黏著斑斷開,細胞內部具有了自主性,成為腫瘤細胞,但細胞還不能移動;當橋粒、半橋粒斷開,細胞就擁有了獨立自主性,成為癌細胞,在細胞間質的束縛下還不能移動;當細胞間質的連接也斷開,癌細胞徹底放飛自我而擴散。在這個過程中,細胞內的微絲、微管和中間絲是如何作用的?
    夢:在細胞內部橋粒和半橋粒與中間纖維的角蛋白連接,黏著斑與中間絲的波形蛋白和微絲連接,微管不與橋粒、半橋粒和黏著斑直接連接。所以橋粒、半橋粒斷開時,細胞內角蛋白必然是罪魁禍首;而黏著斑斷開時,波形蛋白是元凶,微絲的肌動蛋白是幫凶。知道問題所在,下醫就可以按圖索驥,尋找修複細胞的方法。
    強:微管為什麽不與細胞膜直接連接?
    夢:我們知道細胞膜具有流動性,細胞之間的連接方式是動態黏附,無論細胞間質、橋粒、半橋粒還是黏著斑的連接都是動態變化的,連接粘附作用一直在更新,不斷建立新的連接,同時解除舊的連接。這一過程就像“崗位輪換製”,對細胞的遷移、增殖、分化、信號傳導以及組織形態發生和修複至關重要。整合素是動態連接中的關鍵分子,整合素有兩種形態,其“曲構態”與細胞間質弱磁引力低而斷開舊連接,是失活態;其“直構態”的親和力高形成新連接,是激活態。微管上攜帶解聚因子,當接近橋粒和黏著斑時,通過內吞回收整合素,使連接斷開;當微管的解聚因子長期受到抑製,使黏著斑過度穩定,細胞遷移被阻斷,則加劇細胞的老化和損傷。在細胞外也存在影響整合素的蛋白酶,觸發黏著斑解聚。在動態粘附中,過度粘附和過度解聚都是有害的,隻有連接與解聚達成平衡才是健康,在生命中平衡無處不在。所謂“動則生、靜則死”。
    強:微絲和中間絲是如何適應動態粘附的?
    夢:微絲的肌動蛋白聚合驅動偽足伸展,與黏著斑組裝形成新的連接;肌球蛋白收縮產生張力,促進黏著斑成熟或解聚,如果微絲的張力不足則黏著斑自發降解。中間絲依靠角蛋白與橋粒和黏著斑連接,如果角蛋白絲增強細胞細胞的黏附,會影響黏著斑的動態平衡;如果角蛋白絲太弱,又會與黏著斑解聚。
    強:感覺動態粘附真是“麻煩”,如何才能保持平衡呢?
    夢:動態粘附確實麻煩,粘附不足就會發生腫瘤和癌症,粘附過度就會損傷或老化,橫豎都是個死。動態粘附受“張力穩態”影響,細胞間的張力來源於2個方麵,一是細胞的流動性同步,二是纖維的強度同步。
    強:什麽是細胞的流動性同步?
    夢:細胞同步性就是相鄰細胞的流動性是否相同。當細胞之間的流動速度相同,那麽細胞之間就是相對靜止的,彼此之間沒有張力;否則流動性快的細胞對周圍產生拉力,流動性慢的細胞被周邊拖曳,快慢都會對其他細胞產生張力。細胞膜在張力的作用下發生扭曲變形,使細胞內容物泄露,形成過敏反應。
    強:什麽是纖維的強度同步?
    夢:在動態粘附中,由細胞間質、細胞膜、橋粒、半橋粒、黏著斑、微絲、中間絲等在動態粘附中形成共軛體係,需要體係內的纖維強度保持一致,這樣體係才能互相製約,共同對抗流動性失衡的變化。當細胞間質和細胞內的所有纖維強度都是穩定的,若某處細胞產生了影響細胞流動性的因素,共軛體係會發揮合力作用可以抵禦危害,將或快或慢的細胞流動性拉回到正常範圍,保持體係的張力穩態。整體纖維高強度是健康狀態,免疫力高,不易生病;整體的纖維低強度是亞健康,免疫力弱,有個風吹雨打就會生病;而高強度與低強度的混合狀態是最差的情況,這時共軛體係會產生應力差,虛弱的位置就會成為失衡點。如果整體炁虛中有一點炁實,那麽這個炁實就會成為錨點,發展為腫瘤和癌症;如果整體炁實中有一點炁虛,那麽這個炁虛點就會成為壞點,形成炎症、潰瘍、水腫區域。
    強:流動性同步失衡與纖維強度失衡相比,哪一個危害更大呢?
    夢:因男女而異,男性的纖維強度閾值高,對流動性同步失衡的抗性高一些,但纖維的同步性弱,一旦失衡則會迅速發展成惡性病症;女性的纖維強度閾值低,對流動性同步失衡的抗性弱,更容易發病,但女性纖維同步性高,所以病症不容易發展,能堅持更久。當動態粘附體係中出現張力,那麽纖維強度最弱的位置,就會成為卸力點,炁虛產生應激反應,炁實產生纖維化,所以炁虛和炁實都是失衡的變現,平衡才是健康。
    夢: 今天到這裏吧。
    強:謝謝您的指導。
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