白血病是怎么发生的?(一)
正常细胞的基本结构和生理活动
“小孩好好的,怎么会得了白血病?”这是白血病患儿确诊后,医生经常听到的家长疑问。
答案只有神仙才知道。
虽然装修污染、垃圾食品等等常常被社会归入白血病发病的原因,但对具体的病人来说,能够确定病因的只是极个别案例,比如日本的核爆放射,比如职业因素导致的苯暴露,等等。
绝大多数白血病儿童发病的原因是不清楚的,但某个时刻某个造血细胞发生突变转变成肿瘤细胞却是肯定的。这是怎么产生的?要理解这个问题,我们不妨先了解正常细胞是如何“生活”与增殖的。
正常细胞的结构与细胞活动
完成九年义务教育的朋友应该还记得,细胞作为构成我们人体最小、最基本的生命单位,由细胞膜、细胞浆和细胞核组成。
如果把一个细胞看作一个小社会,那么细胞膜就是社会的围墙。细胞膜是一种双层的脂质膜,上面点缀着一些蛋白质,是这个细胞的标志。双层脂质结构使得这堵墙具有一定的流动性,使细胞可以变形、运动。膜上开有一些洞以方便细胞内外的物质交换,并且装有邮箱供墙内外传递信息。当然,这些洞和邮箱都是由跨膜蛋白质去承担的。
有了细胞膜的保护,细胞内部就安全了。细胞里面是无法窥视的,免疫系统“警察”——淋巴细胞要想判断某个细胞是不是“坏蛋”,也只能看看细胞膜上有没有“坏蛋”的标志。
细胞结构图
控制细胞这个小社会的司令部是细胞核。细胞核由DNA和固定、支持DNA的蛋白质填充。DNA是一种核苷酸连接而成的超级分子,核苷酸则由碱基、戊糖和磷酸组成。无数个磷酸分子通过二酯键连接成两条链,每一个磷酸分子上接上一个戊糖分子,戊糖分子又拉着一个碱基分子,两条链上的碱基分子以氢键一一配对,两条核苷酸链由此扭成一股双螺旋结构。磷酸就是那个磷酸,戊糖就是那个戊糖,都一样的。关键在碱基。四种碱基中腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对,遗传信息就由每条链上的碱基排列顺序承载。
DNA是种巨大的分子,拉直了全长1米。1米看起来不长,但对一个分子来说就不一样了。在平常状态,DNA分子以染色质的形式存在,只有在细胞分裂时才组合成显微镜下可以看到的染色体。细胞核外围有一层核膜,用来保护染色质免受外界干扰。但司令部总要接收外面的军情汇报、做出的命令也总要发出去呀!所以跟细胞膜一样,在核膜上也有一些通道以供信使们进出。
细胞核结构图
中央的细胞核与外围的细胞膜之间是广阔的田野,填充着细胞浆,漂浮着各种各样的工厂——细胞器。
社会要运转,能源不可或缺。细胞的动力车间或发电厂是线粒体。线粒体“燃烧”葡萄糖产生能量,这些能量由ATP承载,输送到细胞各处。
蛋白质的制造由核蛋白体完成。核蛋白体只是临时组装的“来料加工”的工厂,需要收到订单及设计模具才能开工。订单由司令部发出,携带订单和模具交给核蛋白体的是信使RNA,信使RNA其实就是在细胞核以某一段DNA为模板复制而来的长短不一的核酸。信使RNA进驻核蛋白体后,工厂就可以开工了。材料由转运RNA承担,这些搬运工很特别,它们也有特定的编码,某种转运RNA只转运某种氨基酸。各种氨基酸分子在核蛋白体工厂里面按信使RNA规定的顺序被组装起来,形成肽链和蛋白质。所以说,蛋白质的氨基酸顺序其实也是细胞核里面的DNA决定的。
核蛋白体工厂生产出来的蛋白质还不是马上投放市场的最终成品。这些初级产品需要运送到附近的内质网进行包装,加上糖链等配件,包装好的成品才被投入市场。
细胞之间活动的调控
人体是无数细胞有机组织而成,不是一堆细胞随便堆砌在一起的。这些细胞之间要各在其位、各司其职,细胞之间就需要沟通联络、协调行动。
人与人之间的联络,最快捷的就是电话了。
细胞也会用“电”。
由于细胞膜的隔阻和膜上离子通道的选择性开关,细胞内外各种离子浓度存在差异,产生了膜内外电位差,这是一种“生物电”。受控离子通道的开或关可以使这种电位差出现相应的改变。电传甚快,电位差的改变迅速沿着细胞膜传遍整个细胞。心肌和神经细胞就是通过这种方式发出电指令,影响其它心肌细胞和骨骼肌细胞。
“电传指令”虽然快,但体内细胞间的联络更多的是靠细胞间的信使。这些信使包括各种激素、细胞因子、炎症介质等等分子,由发指令的细胞合成并释放。接受指令的细胞通过膜上的信箱——受体接待这些信使分子,再将指令通过化学反应转换成胞浆内的分子,向自家司令部传达。
身体的细胞众多,就是靠“电话”和“信使”的努力,完成各种细胞之间的沟通联络,协调身体的每一个行动。
正常的细胞增殖
从单个细胞的受精卵到胚胎再到整个儿童期,细胞一直在增殖。成年期生长停止,但某些组织会不断更新,比如血细胞、黏膜组织和皮肤组织等,这些组织还持续存在细胞增殖以弥补丢失的细胞。
细胞增殖从开始准备到分裂完成,称为一个细胞周期。在G1期,细胞合成DNA复制所需的酶和核苷酸材料;进入S期则合成DNA;然后在G2期合成新的蛋白质和细胞器,为分家做准备;在M期组装染色质为染色体,并分割两份染色体和细胞浆、细胞器,最后完成细胞分裂。
细胞增殖的重点是DNA的复制。
DNA复制时,两条扭在一起的链先解开,再分别以每条链作为模板,顺着上面的核苷酸顺序(其实就是碱基序列),按碱基配对的原则(腺嘌呤与胸腺嘧啶配对,鸟嘌呤与胞嘧啶配对)一个一个地把新的核苷酸接上去,形成一条新的核酸链并与模板扭成双股DNA。这样,原来的一对双链(两条模板链)就复制成一模一样的两对双链了。在细胞周期的M期,松散的染色质组装成一对对染色体,再被拉扯分配到细胞的两端,分别形成两个新的细胞核。
细胞的恶变,问题就出在这个过程!