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当转化完成时,细胞的细胞质已浓缩成角蛋白丝网络,并散布着脂质颗粒。
而当细胞上行至一半路程时,细胞核已发生分解并被重新吸收。
尽管从表面上看,表皮似乎是杂乱无章的,但倘若去除掉那些“松散”
的细胞,表皮将显示出明显的几何排列特征,其中每一个鳞屑均为规则的六边形(如图13b、13c、13d所示)。
鳞屑并非完全扁平,其边缘存在着小面,可以与邻近细胞相互重叠。
因此每个鳞屑为两个大扁平面与十二个边缘小面所构成的十四面体结构。
这与状态稳定的气泡的最小面积完全吻合,从而证明了细胞的形状遵循物理定律,以确保每个鳞屑可以利用最少的原料实现最大的表面覆盖效果。
此外,这种结构特点还可以保证最外层表皮细胞独立脱落,因为只有当六个邻近细胞均脱落后,中间的细胞才可以自由移动(如图13d所示)。
每次只脱落一个细胞可以保证表皮总厚度维持在恒定水平而不至于发生撕裂,避免了细菌入侵至体表深处。
细胞留给人们的第一印象并非锋利的边缘和坚固的几何形状,但这些特质恰恰是我们靓丽外表的最佳保障,同时也是自然选择与物理定律结合的结果。
图13皮肤细胞
a~c.放大后的皮肤细胞表面视图,可看到皮肤表层堆叠的六角形结构;d.单个皮肤鳞屑的释放;e.堆叠细胞层的切片,其中下方为细胞分化前含有细胞核的阶段,上方为分化后的皮肤鳞屑
皮肤为我们提供了一个强有力的防水性机械屏障,从而与外界环境相隔开,这些特性恰好与肠上皮完全相反。
肠上皮需要使营养吸收达到最大化,同时阻止潜在的有害物质的吸收。
我们所吞下的食物在35个小时内要经过总长约30米的路程。
这些食物首先会来到胃部的强酸性环境中,随后来到小肠中进行酶解消化,接着在大肠中进行**吸收,最终以废物的形式被排出体外。
我们接下来将重点讨论大部分营养物质被机体吸收的场所——小肠。
在小肠中,上皮组织为单细胞层,这与构成皮肤屏障的多细胞层完全不同。
小肠上皮位于毛细血管网的上方,因此可以将营养物质直接运输至血液中。
另一方面,肠道相关淋巴样组织则监视着小肠上皮单细胞层,防止肠道细菌入侵至血液中。
在小肠中,免疫系统会产生比机体其他部位更多的免疫细胞(请参阅本章后续内容),这一特化区域被称为派伊尔氏淋巴结,可以对肠道中任何潜在的威胁做出响应(如图14a所示)。
免疫监控在我们的消化系统中显得尤为重要,这是因为在我们的肠道中存在着大约1000种不同种类的细菌,其总量甚至比我们体内的总细胞数还要多1000倍。
大多数肠道细菌是无害的,甚至是有益的,并已被小肠内强大的免疫系统所耐受。
当我们无意间摄入有害微生物时,肠道中受到抗原刺激的大量单核细胞便会迅速攻击这些病原体,并使肠道维持防御状态,这就是所谓的“生理性炎症”
。
在大多数情况下,经历几天不适后,机体将重新恢复正常。
总之,肠道耐受性与免疫力之间存在着微妙的平衡。
当我们的免疫防御反应过度时,机体将出现过敏与食物不耐受的症状,甚至将导致肠易激或乳糜泻等更为严重的情况发生。
图14肠上皮细胞
a.围绕着三个圆顶状派伊尔氏淋巴结的绒毛表面视图;b.一条破裂的绒毛,可以观察到其厚度可达单个细胞的水平;c.微绒毛切片,显示了双层膜及内部的肌动蛋白丝;d.微绒毛的表面及边缘视角
尽管小肠中存在类型多样、功能不同的多种细胞,不过覆盖于小肠上的绝大多数细胞为肠上皮细胞。
其中,杯状细胞可以分泌覆盖整个小肠表面的黏液;潘氏细胞位于上皮隐窝中,可以分泌多种抗菌酶。
可以说,如果没有小肠的吸收功能,我们将会饿死,而如果没有抗微生物屏障,我们将死于感染。
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