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病毒是个什么玩意儿(1)
http://www.100md.com 2020年5月1日 《百科知识》 20209
    

    病毒的数量与大小

    一个体重70千克的人,全身有30万亿个细胞,其中84%是血液红细胞。生物学家却说病毒比细胞还多,难道我们身体的大部分是病毒?当然不是,因为数量并不代表体量。虽然人体细胞已经小到人眼看不见,但比细胞小得多的东西,还真有不少,比如细菌。我们每个人体内至少有38万亿个细菌,比人体细胞还多。但是,这些细菌的总重量,只占我们体重的1%~3%。这就是说,平均来看人体细菌比细胞小几十倍到上百倍。

    病毒,直径一般不超过100纳米。人体最小的细胞—初始淋巴细胞直径也有6000纳米;最大的细胞—卵细胞为10万纳米。病毒和它们相比,根本不在一个数量级上。要是论体积,病毒与人体细胞的差距就更大了。不同病毒之间的“体型”差距也相当大:最大的是潘多拉病毒,直径1000纳米;最小的是口蹄疫病毒,直径只有10纳米。这次席卷全球的新型冠状病毒,直径是60~140纳米。
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    假设病毒的平均直径是100纳米,那么你身藏的380万亿个病毒,捏在一起只有0.38立方厘米,相当于两颗黄豆大小。说到这,爱搓澡的人可能长舒了一口气:“这不就是搓回澡的量吗?洗洗就干净啦!”其实不然。这380万亿个病毒会广泛分布在人体内外,皮肤表面只是一小部分而已,并且就算刚洗过澡,病毒也不会从皮肤上彻底消失。但是我们这“病毒之身”其实并不可怕,人体是一个生态系统,细菌、病毒、人体细胞,它们在多数情况下,就像一片森林里的花鸟虫、虎狼鹿,它们日日夜夜,相爱相杀,维持整体上的生态平衡,保持整片森林的勃勃生机。

    大肠杆菌

    多个噬菌体病毒与一个细菌
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    嗜中性粒细胞正在吞噬鹅口疮真菌

    病毒与细胞的相爱相杀

    人类早就知道,人体离不开微生物,比如肠道菌群可以为我们分解食物、合成氨基酸和维生素、调节代谢、对抗病原体、建立免疫系统……哪一项都是性命攸关。

    那么病毒呢?我们似乎只知道它们的坏处。至于对人体有啥益处,科学家目前的研究水平,可以说处于“万里长征前编草鞋”的阶段。2018年,《细菌学》上的一篇论文介绍:美国芝加哥洛约拉大学的研究者凯瑟琳·浦桐提及其团队,分析了181位女性患者的尿液病毒组,发现了人体尿道可能共有某些“功能性噬菌体”。注意,论文提到了“功能性”。这项研究得到了一些专家的认同,英国曼彻斯特大学的微生物学家杰姆斯表示:它们可以将噬菌体序列与细菌宿主关联在一起。华盛顿大学人体微生物和病毒组专家克瑞斯汀·怀利认为:“这是发现了微生物微环境中病毒群体所造成的潜在影响。”这个研究到底有啥用呢?怀利说:“了解作用前,我们得搞清楚到底有什么。”也就是说,我们连自己身体里有什么病毒都不清楚,就别提作用了。不过,现在我们至少知道,那个叫“噬菌体”的病毒,一定在我们体内。噬菌体是什么呢?一看名字,就知道这家伙是专门搞细菌的。怎么搞呢?我们先看看它的样子。
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    请看图1,是不是感觉噬菌体长得很科幻?对人类来讲,噬菌体就是名副其实的“纳米机器人”。它搞细菌的手段是:站到细菌身上,给细菌打一针,把自己的DNA(脱氧核糖核酸)注射到细菌体内,好让细菌替自己“造娃”(如图2)。

    图1.噬菌体降临细菌

    图2.病毒侵入细菌并进行复制

    人类研究纳米技术多年,也尚未造出这么精巧的纳米机器人。所以,噬菌体给我们的感觉是,太高精尖了,充满未来感。但事实上恰恰相反,在生物界,病毒很低级,不仅是噬菌体,而是各种病毒都很低级。为什么这么说呢?难道就因为它们功能单一、结构简单?是的。结构决定了功能。
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    把细胞放大,我们会发现,它就是一座城市:10万种蛋白质分子各司其职,进口商、边防海关、仓储集散、能源保障、物資运输、加工制造、安保军警应有尽有,生产效率极高。比如,能量ATP生产:每个细胞每分钟大约可以形成1000万个ATP。1000万个是什么概念呢?2019年全中国的口罩厂平均每天(注意是每天,24小时,1440分钟)可以制造口罩2000万只。这个生产力与每分钟能生产1000万个ATP的细胞相比则相形见绌。一个成年人体内每天合成的ATP,相当于自身体重,而且材料可以重复利用,细胞用掉ATP,拆成ADP和Pi后,很快就会被重新装成ATP,每天要被重复利用1000~1500次。ATP只是细胞的基础能源而已,细胞以它为动力,执行“DNA.exe”程序,制造几万种蛋白质以及其他各种产品,维持生命运转。所以,目前人类制造的任何高精尖产品,包括芯片、机器人、火星探测器……在细胞面前,都是简陋、低效的。, 百拇医药(刘继军 暮色苍茫)
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