細胞“通信網絡”

黃勝

我們的身體是一個由無數細胞構成的大型“工廠”。每個細胞都充滿活力，孜孜不倦地履行著它們獨特的職責。它們互相影響，共同協作，讓我們的生命得以持續。顯然，每個細胞都不是孤立存在的，它們之間通過精密、復雜的“通信網絡”相互連接。讓我們走進人體細胞“工廠”，探索其中奇妙的“通信網絡”！

細胞之間靠譜的“信使”

龐雜的細胞“通信網絡”，依靠著一些特殊的“信使”維持運轉——它們負責在細胞之間傳遞重要的信息，告訴每個細胞應該做什么，以保障整個“工廠”（我們的身體）正常運行。它們之中，有3種“信使”極具代表性，那就是激素、神經遞質和細胞因子。

?人體的主要內分泌腺

細胞內部的轉運

當各類“信使”到達了目的地，就會把它攜帶的“信件”釋放出來。這些“信件”進入細胞的方式也各有特色：有些“信件”可以像風一樣，通過自由擴散傳遞；有的則需要用車輛一樣的載體蛋白運進細胞，或是通過特殊的細胞結構進入內部。

把蘊含著外界刺激信號的“信件”交給目標細胞，細胞感受到了外界的刺激，便會通知其內部準備轉運這些“信件”。只有帶著特定信號的“信件”被細胞接收和讀取后，細胞才能做出相應的“決策”和“行動”。

在轉運過程中，細胞內的一系列蛋白質和小分子便會像無數個齒輪一樣開始轉動，在細胞內部形成一張巨大的“網”，“信件”內容將轉變為可以在這張“網”上傳遞的信號。這張“網”具備整合、放大信號的功能，即使是微弱的外界信號也能被放大，讓細胞感知，從而啟動反應機制。

最終，信號傳遞“網”會觸發細胞中特定基因的表達和蛋白質的活化，引發細胞的各種生物學響應，例如細胞的生長、分裂、移動和細胞的程序性死亡等。

“貨運飛機”——激素

激素是我們體內最重要的一類“信使”，它們調節著身體的各種生理活動。我們可以把激素想象成飛機，把它攜帶的特定信號想象成要運送的包裹。這些“飛機”從特定的“機場”——內分泌腺“起飛”，能夠迅速到達身體的各個角落，將“包裹”送到遠離內分泌腺的細胞和組織，幫助機體調整和適應各種生理過程和環境變化。

多種內分泌腺組成了我們的內分泌系統，它就像一個航空管理局，管理各個發送激素“包裹”的內分泌腺“機場”，統籌激素“飛機”的起降。

?神經遞質在神經細胞之間傳遞示意圖

?免疫細胞釋放細胞因子

“電報”——神經遞質

“廠區”的細胞間有無數的神經纖維，它們就像是一根根電纜，與神經細胞構成了一個復雜的“電報中心”——神經系統，在支持著人體的感知、思維和行動。

在“電報中心”，神經遞質是一類重要的“信使”，作為神經細胞之間傳遞信息的化學物質，像電報一樣在“電纜”上將信息迅速、準確地從一個細胞傳到另一個細胞。

“無線電”——細胞因子

細胞因子是另一個重要的“信使”，它像無線電一樣廣泛參與著細胞間的信息傳遞。細胞因子主要由免疫細胞產生，免疫細胞是人體的“衛兵”，它們組成了免疫系統這個“衛隊”。當人體受到病原體和異常細胞等“入侵者”的攻擊時，免疫系統“衛隊”會通過細胞因子來調動各類免疫細胞，從而快速識別、清除“入侵者”。

?物質通過細胞膜上的受體進入細胞

受體，請查收

無論是在細胞的內部還是外部，想要接收到信息，還需要特定的“收件人”——受體。

受體被“安裝”在細胞的表面或內部。不同的受體功能各有不同，會接收相應的“信件”，常見的受體有G蛋白偶聯受體、酪氨酸激酶受體和離子通道受體等。

例如，G蛋白偶聯受體是自然界存在最廣泛的一類受體。它存在于細胞膜上，負責將細胞外部的信息傳遞到細胞內部，可以接收激素、細胞因子等多種物質。G蛋白偶聯受體就像我們身體中的“燈塔”，幫助細胞感知“光”（視覺）和“氣味”（嗅覺）。

酪氨酸激酶受體像是細胞“建筑工地”的“指揮官”，控制著細胞的生長和分裂。

離子通道受體是細胞的“交通系統”，通過其開閉，控制神經信號的流動，保持信號傳遞的順暢。

這個龐大的“通信網絡”讓每個細胞都能夠分享信息、協同工作，共同維護生命穩定。未來，科學家將對細胞進行更加深入的研究，每一個新的科學發現都將使我們的細胞“通信網絡”更加強大、靈活，帶領我們向更健康、更精彩、更充滿活力的未來邁進。

?由于體內缺少胰島素，1型糖尿病患者在日常生活中需要注射胰島素

知識鏈接? 細胞的“通信故障”

雖然“通信網絡”大多數時候運行良好，但也不免會出現“通信故障”。例如，如果免疫細胞誤將正常細胞當作“外來入侵者”，就會發生自身免疫性疾病，比如類風濕關節炎；如果細胞無法正常接收“產生胰島素”的信號，就可能導致1型糖尿病的發生。

每一次“通信故障”都是一個挑戰，需要機體所有的細胞、組織和器官齊心協力，修復“通信網絡”，有時還需要借助醫療手段才能恢復正常。

（責任編輯 / 代竹蕊? 美術編輯 / 周游）