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[《柯南》相关] [分享]APTX4869的科学原理与其不合理之处

APTX4869中的APTX是apoptoxin的缩写。而apoptoxin则是apoptosis(细胞凋亡)和toxin(毒素)的合成词。4869在日语中与夏洛克谐音。所以APTX4869在黑衣组织中的别名就是残废的夏洛克。此药的药理中科学的部分如下:

细胞坏死与凋亡

死亡是生命的普遍现象,但细胞死亡并非与机体死亡同步。正常的组织中,经常发生“正常”的细胞死亡,它是维持组织机能和形态所必需的。细胞死亡的方式通常有3种:即①细胞坏死(necrosis)。②细胞凋亡(apoptosis)。③细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)。

一、细胞坏死

是细胞受到化学因素(如强酸、强碱、有毒物质)、物理因素(如热、辐射)和生物因素(如病原体)等环境因素的伤害,引起细胞死亡的现象。坏死细胞的形态改变主要是由下列2种病理过程引起的,即酶性消化和蛋白变性。参与此过程的酶,如来源于死亡细胞本身的溶酶体,则称为细胞自溶(autolysis);若来源于浸润坏死组织内白细胞溶酶体,则为异溶(heterolysis)。

细胞坏死初期,胞质内线粒体和内质网肿胀、崩解,结构脂滴游离、空泡化,蛋白质颗粒增多,核发生固缩或断裂。随着胞质内蛋白变性、凝固或碎裂,以及嗜碱性核蛋白的降解,细胞质呈现强嗜酸性,故坏死组织或细胞在苏木精/伊红染色切片中,胞质呈均一的深伊红色,原有的微细结构消失。在含水量高的细胞,可因胞质内水泡不断增大,并发生溶解,导致细胞结构完全消失,最后细胞膜和细胞器破裂,DNA降解,细胞内容物流出,引起周围组织炎症反应(图15-3)。

图15-3 细胞坏死与凋亡的形态区别

二、细胞凋亡

细胞凋亡(cell apoptosis)是借用古希腊语,表时细胞象秋天的树叶一样凋落的死亡方式。1972年Kerr最先提出这一概念,他发现结扎大鼠肝的左、中叶门静脉后,其周围细胞发生缺血性坏死,但由肝动脉供应区的实质细胞仍存活,只是范围逐渐缩小,其间一些细胞不断转变成细胞质小块,不伴有炎症,后在正常鼠肝中也偶然见到这一现象。

凋亡细胞的主要特征是(参见表15-2):①染色质聚集、分块、位于核膜上,胞质凝缩,最后核断裂,细胞通过出芽的方式形成许多凋亡小体(图15-4);②凋亡小体内有结构完整的细胞器,还有凝缩的染色体,可被邻近细胞吞噬消化,因始终有膜封闭,没有内溶物释放,故不会引起炎症;③凋亡细胞中仍需要合成一些蛋白质,但是在坏死细胞中ATP和蛋白质合成受阻或终止;④核酸内切酶活化,导致染色质DNA在核小体连接部位断裂,形成约200bp整数倍的核酸片段,凝胶电泳图谱呈梯状;⑤凋亡通常是生理性变化,而细胞坏死是病理性变化。

表15-2 细胞凋亡和细胞坏死的区别

区别点

细胞凋亡

细胞坏死

起因

生理或病理性

病理性变化或剧烈损伤

范围

单个散在细胞

大片组织或成群细胞

细胞膜

保持完整,一直到形成凋亡小体

破损

染色质

凝聚在核膜下呈半月状

呈絮状

细胞器

无明显变化

肿胀、内质网崩解

细胞体积

固缩变小

肿胀变大

凋亡小体

有,被邻近细胞或巨噬细胞吞噬

无,细胞自溶,残余碎片被巨噬细胞吞噬

基因组DNA

有控降解,电泳图谱呈梯状

随机降解,电泳图谱呈涂抹状

蛋白质合成

调节过程

受基因调控

被动进行

炎症反应

无,不释放细胞内容物

有,释放内容物。

图15-4 左,正常胸腺细胞;右,凋亡胸腺细胞(注意凋亡小体)

在细胞凋亡一词出现之前,胚胎学家已观察到动物发育过程中存在着细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)现象,它是胚胎正常发育所必需的。近年来PCD和细胞凋亡常被做为同义词使用,但两者实质上是有差异的。首先,PCD是一个功能性概念,描述在一个多细胞生物体中,某些细胞的死亡是个体发育中一个预定的,并受到严格控制的正常组成部分,而凋亡是一个形态学概念,指与细胞坏死不同的受到基因控制的细胞死亡形式;其次,PCD的最终结果是细胞凋亡,但细胞凋亡并非都是程序化的。

线虫Caenorhabditis elegans是研究个体发育和细胞程序性死亡的理想材料。其生命周期短,细胞数量少,成熟的成虫若是雌雄同体则有959个体细胞,约2000个生殖细胞。若是雄虫则有1031个体细胞和约1000个生殖细胞。神经系统由302个细胞组成,这些细胞来自于407个前体细胞,这些前体细胞中有105个发生了程序死亡。

麻省理工学院的Robert Horvitz 领导的研究小组采用体细胞突变的方法发现共有14 个基因在C. elegans 细胞凋亡中起作用,其中在细胞凋亡的实施阶段起作用的主要有3个:Ced-3、Ced-4和Ced-9,其中Ced-3和 Ced-4的作用是诱发凋亡,在缺乏Ced-3、Ced-4的突变体中不发生凋亡,有多余细胞存在。Ced-9抑制Ced-3、Ced-4的作用,使凋亡不能发生,Ced-9功能不足导致胚胎因细胞过度凋亡而死亡。

俄罗斯专家发现,当人体细胞中的基因发生变异而使基因受到损伤时,细胞便会与氢氧化物原子团结合,使自己死亡。 据俄媒体报道,俄罗斯国立莫斯科大学物理-化学生物学研究院院长斯库拉乔夫研究发现,当人体细胞中的基因发生了对自己不利的变异后,人体内负责参与和调节物质代谢的蛋白酶便会促使细胞与一种氧化剂——氢氧化物原子团结合。在这一过程中,氢氧化物原子团会破坏细胞内的物质,使细胞死亡,而与该细胞相邻、具有正常基因的细胞却不会受到任何影响。俄专家还发现,当人体部分器官或组织中的某类细胞由于基因变异而集体“自杀”后,便会导致疾病的出现。例如,当部分脑血管细胞由于上述原因而坏死后,便容易引发中风。 斯库拉乔夫说,细胞的上述特性有时对人体是有益的。例如,在人体胚胎发育的早期阶段,胚胎会具有鳃器和尾。但是随着继续发育,鳃器细胞和尾细胞的基因会自觉地变异,尔后这些细胞便会氧化、消亡。当人的正常细胞发生癌变后,蛋白酶会诱导这种细胞接受毁灭性的氧化。但有时这种“毁灭程序”会发生混乱,使癌细胞拒绝蛋白酶的诱导,并不断增生。 俄专家认为,上述发现为基因疗法开辟了新的途径,如果专家能够运用基因手段对细胞的“自杀”行为进行控制,那么这将为诸多疑难病症的治疗带来希望。

细胞坏死是表明因为某种外因而产生的细胞死灭的词汇。比如切伤、烫伤等,阻碍了细胞机能,伤到了细胞膜,以及造成内部细胞质、离子等流失于细胞外部。也就是说,有某种造成细胞“事故死”的破坏外力,引起的浮肿、发热乃至化脓出血等。这样明显的现象可以直接观察到,因此很早就为人所知,并且长期以来被认为细胞死亡方式就是这样的。 与此相对,细胞自死是细胞自动消灭,而被周围的细胞吸收的形式表现出来的一种细胞死灭的现象。例如蝌蚪变化成青蛙是尾部的消失的现象。人体的手指形成初期,指间的类似璞一样的部分消失,这部分的细胞死灭,形成了手指。或者不是这样的生命的变态阶段、发生阶段的过程,通过放射线或药物等引起细胞的异常自身死灭、增加过多的细胞分裂、寿命已尽的细胞自死等情况,就是日常引起的细胞自死的现象。 与受周围细胞很大影响的细胞坏死不同,自死现象非常“智能”。仔细分析自死细胞核中的DNA,可以确认其中非常小的断片变化,这种现象被称为“凝固坏死”。这部分断片迅速的被周围的细胞吸收,死后的形态成为周围细胞的养分。 而细胞自死的有趣之处是,决定细胞自身死亡的“地方”。例如前述的手指形成的情况中,死灭的细胞周围认识到“有自身不需要的细胞”这种信息——这种过程虽然尚未解释清楚,通过璞状部分细胞消失、形成手指的过程可以看出,通过皮质转达了“不要那部分细胞”的信息。 如果经过放射线等过程使之变成不可逆过程,细胞则会进行“自身是异常细胞,不可分裂、增殖”的判断。做出这种判断的过程后,细胞内DNA上“死亡遗传基因”将被活化,诱导细胞的自死过程。现已可以分析出数十中“死亡遗传基因”,并在进行从中分析机能的研究。 综上,自死是一种为了除去过量增殖的不要的细胞、或者为使不预期的突然产生变异的体细胞威胁生命,而由细胞自身判断选择死亡的一种现象。因此成为“自死” 。 在现在进行的抗癌药物研究中,正在进行对引起细胞自死的药品的研究。“癌”是本身应当通过自死而消灭的细胞持续增殖引起的病症,因此通过促进正常的自死过程,就可以治愈癌症。现在使用中的抗癌剂,就是诱导癌细胞进行自死的药品,但是其副作用是同时也诱导正常细胞的自死。

而其不科学的部分是:

APTX4869是一种引起体细胞爆发性自死的药品,副作用是年轻者(约20岁以下)服用时,有身体年龄返回变小10岁左右的事例。到底这种事情是否可能?  人类体内有体细胞分裂的界限。被称为“HEAFLICK”的这个数值,是由DNA末端附的“TTAGGG”这种碱基的数量决定的。超过这个数值,细胞将不可继续分裂增殖。 如果APTX4869是应用了以上的原理的药物,促使碱基的变化,应该就可能产生“变小”这样的副作用了吧。 有个有趣的报告,作为与癌相关的遗传基因而被报告的一种“c-myc”遗传基因——这种遗传基因促进细胞增殖,因此将这种遗传基因活化后的细胞从增殖要因中除去,就等于诱发了细胞自死。也就是说“c-myc”促进产生的过程跟细胞自死的过程相逆。 APTX4869的过程推测为:碱基判断应当自身老化死亡的细胞,被c-myc遗传基因进行活化。但是在进行了一定程度的细胞自死的基础上,再度被活化的c-myc通过碱基的伸张促进了年轻化的细胞的增殖——因此造成体细胞整体的年轻化,产生“变小”。 当然也还是有问题的,无论多少年轻细胞增殖,并不会产生“返老还童”的现象。因为理论上来讲,这种细胞增殖的过程是与癌细胞增殖同样,是一种无序增殖,明显会产生使身体机能受损的细胞。人体中赋予身体外形、机能,都需要相应的指令信号,而在细胞自死同时平行进行细胞增殖的话,这种指令信号还能正常传达是非常奇怪的事情。在这种指令下的身体细胞还能正常运作实在不可思议。 其次是神经细胞的问题。神经细胞在受精数月中形成,此后就不进行分裂增殖,因此APTX4869不起作用。但是日平均有10万脑细胞死亡却是事实。这是正常的“细胞寿死”,即到寿命而死。这种过程当然也是通过细胞内的活动形成的,而无条件诱发细胞自死的APTX4869,惟独对这个过程例外就相当不自然了。 还有要说的话,受精后形成、而此后再不进行分裂、增殖的细胞除了神经细胞之外还有其他的,就是心脉细胞,如果心脉细胞跟神经细胞同样,不起任何变化的话,等于7岁的儿童具有17岁的心脏,会引起循环系统的严重伤害。而如果心脉细胞跟身体同样产生了退化成7岁儿水平的变化的话也会有问题:经过这样激烈变化的细胞很难想象还能正常。只怕会严重心脏不全而丧命。 另外作为一定余谈,17岁的身体变化成7岁时释放出激烈的热量,而7岁变成17岁时同样发热——违背了能量守恒定律。 如果能够有产生这样的不可思议的现象的药物,仅其基本理论经提出就足以获得诺贝尔奖(笑~)。

毕竟青山老师只是一个漫画家,而不是生物化学家。原谅他吧

魔非魔,道非道,善恶在人心 情非情,欲非欲,姻缘由天定

如果说APTX4869里有类似的核反应物质呢..........==

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好深奥啊!!!!!!!!

不懂。。。。

但是还是很感兴趣了

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LZ你好强啊~佩服啊

毕竟73只是漫画家.....在漫画里没有什么是不可能的

哀界十周岁生快~
君を爱してる …,,,

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好专业啊,LZ是学生物的吗?

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:0-0:  LZ有些东西是科学无法解释的:0-0:  没有什么事是不可能的:0-0:
no one can hurt me...

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强!!!
LZ真恐怖....
没什么好说的~~~~

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17岁的身体变化成7岁时释放出激烈的热量,而7岁变成17岁时同样发热——违背了能量守恒定律。
我一直认为如果身体经过如此剧烈的变化,那么发出的热量应该是很大的。即使之前缩小(放大)的过程当中身体细胞没有受到任何损害,这种热量也会对脑细胞造成无可挽回的毁灭吧?也就是说实际上变小之后柯南应该已经痴呆了囧

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如果APTX4869使人变小是可能的话,青山老师估计就不会画漫画而是去发明这种药物了吧(笑~)
那么灰原一直找不到这药的资料,会不会是因为青山也不知道药的成分呢……
风微醺,人轻酣,浓稠的馥郁的秋的呼吸里,书墨清香。

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强···
LZ你是什么专业的···
谢尔少爷,请让我成为你的仆人吧>A<!!……话说你怎么不去死

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真想实验一下如果成功了那就拿去给老人家ya
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评分人数

  • 宫野素雅

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好强大阿  - -。

不过内容倒是一点不懂。

再说漫画就漫画洛
Smile
請  .善待【啈諨】

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不是说APTX-4869所放出的热量是多少个原子弹的热量来着?
好像是61400000(6140万)颗广岛原子弹的能量
“永不失败的名侦探”只能是虚构的了
至少现在不能实现

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我一脸茫然的走过……实在是看不懂 但是73关于APTX的构思确实不错 不错~

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