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众所周知,带螺纹的钢筋是建筑材料,高层建筑少不了它。这种带有很多螺纹的钢筋,具有很高的拉伸强度,能增强与混凝土的接触面,结合更牢固,提高钢筋混凝土的整体力学强度。然而,要说我们日常食物中也有螺纹钢,那真是不可思议,且令人恐怖。
偏偏事实就是这样,只不过这种螺纹钢是微型螺纹钢,如图1就是食物中的螺纹钢,直径大约150至180 纳米(图中的标尺为200 nm),在透射电子显微镜下,其螺纹清晰可见,并且似乎质地坚硬,大概铁打的牙齿也别想咬碎它,一不留神,还可能刺穿口腔。
图2、图3则显示有更多的螺纹钢,图4甚至还能看到扁型螺纹钢。
当然,大多数食物中的螺纹钢并不像我们所想象的那样坚硬,相反它很柔软,味道鲜美,营养丰富,而且容易消化吸收。它的本质其实是“胶原蛋白”。
上述四张照片是从透射电子显微镜下拍摄的。实际上它都是从猪皮肤中所提取的胶原蛋白,科研人员将其滴加在透射电子显微镜专用的铜网上,经过磷钨酸负染色处理,干燥之后,再置于透射电子显微镜在120千伏电压下进行观察才能拍得。
这种胶原蛋白即“螺纹钢”在人体内几乎遍布全身,除少部分血液细胞外,所有细胞都有胞外基质。
现在发现的类似“螺纹钢”的胶原蛋白已有20多种,其重要功能之一是作为人体的“建筑材料”,形成支架,并向支架搭起的空间提供细胞黏附,然后由细胞再分泌胶原蛋白,与原支架连接形成新支架。
这种“螺纹钢”式的细胞外支架,不仅可以牢固地栓住细胞,也能保护细胞免受挤压,特别是很多作用于细胞的激素分子、细胞间的信号分子、营养物质、无机离子等,都首先附着在这些“螺纹钢”上等待细胞核内的通知,然后才能有序地与细胞膜结合,与内部打电话传递信息(细胞生物学上叫“信号转导”)。抑或,有些激素分子则从“螺纹钢”支架上下来,直接穿过细胞膜,进入细胞核内传递信号。
“螺纹钢”的另一个功能是成骨。当磷酸根离子结合在“螺纹钢”上之后,钙离子就很容易与磷酸根离子起反应,形成羟基磷灰石(磷酸钙的一种)纳米微晶体,恰好镶嵌于“螺纹钢”的螺纹凹槽内,成致密、有规律的排布,从而形成既坚硬又有弹性的骨头。没有螺纹钢,大家就都没有骨头了,成了软体动物。
“螺纹钢”在不同的细胞有不同的种类、数量和比例。骨头中的“螺纹钢”当然要多,脂肪组织中相对要少。图5是从网上下载的细胞外基质模式图,其中三根黄色螺旋带状结构就是本文所说的“螺纹钢”(胶原蛋白)。图6、图7是细胞外较多的胶原蛋白,电子显微镜下仿佛银装素裹,甚是美丽。
“螺纹钢”千万不能病变,皮肤“螺纹钢”断裂或失去弹性,人的脸上就会出现沟壑纵横、皱纹满面。肿瘤细胞周围组织的“螺纹钢”断裂,就会锁不住癌细胞,使它有逃离扩散的通道。
心脑血管壁的“螺纹钢”如果被钙、磷酸根包围,就会骨化、血管变脆、动脉硬化,这样随时有可能造成心肌梗塞、脑溢血而危及生命。
当今可以实现人造器官的组织工程,就是利用各种生物相容性材料在体外构筑好细胞支架,让细胞在体外附着、迁入、繁殖并发挥功能。其中最好的支架材料莫过于本文所说的胶原蛋白“螺纹钢”了。
图8、图9便是科学家用这样的“螺纹钢”构筑的组织工程细胞支架。仔细看唷,那上面还有螺纹的痕迹?
偏偏事实就是这样,只不过这种螺纹钢是微型螺纹钢,如图1就是食物中的螺纹钢,直径大约150至180 纳米(图中的标尺为200 nm),在透射电子显微镜下,其螺纹清晰可见,并且似乎质地坚硬,大概铁打的牙齿也别想咬碎它,一不留神,还可能刺穿口腔。
图2、图3则显示有更多的螺纹钢,图4甚至还能看到扁型螺纹钢。
当然,大多数食物中的螺纹钢并不像我们所想象的那样坚硬,相反它很柔软,味道鲜美,营养丰富,而且容易消化吸收。它的本质其实是“胶原蛋白”。
上述四张照片是从透射电子显微镜下拍摄的。实际上它都是从猪皮肤中所提取的胶原蛋白,科研人员将其滴加在透射电子显微镜专用的铜网上,经过磷钨酸负染色处理,干燥之后,再置于透射电子显微镜在120千伏电压下进行观察才能拍得。
这种胶原蛋白即“螺纹钢”在人体内几乎遍布全身,除少部分血液细胞外,所有细胞都有胞外基质。
现在发现的类似“螺纹钢”的胶原蛋白已有20多种,其重要功能之一是作为人体的“建筑材料”,形成支架,并向支架搭起的空间提供细胞黏附,然后由细胞再分泌胶原蛋白,与原支架连接形成新支架。
这种“螺纹钢”式的细胞外支架,不仅可以牢固地栓住细胞,也能保护细胞免受挤压,特别是很多作用于细胞的激素分子、细胞间的信号分子、营养物质、无机离子等,都首先附着在这些“螺纹钢”上等待细胞核内的通知,然后才能有序地与细胞膜结合,与内部打电话传递信息(细胞生物学上叫“信号转导”)。抑或,有些激素分子则从“螺纹钢”支架上下来,直接穿过细胞膜,进入细胞核内传递信号。
“螺纹钢”的另一个功能是成骨。当磷酸根离子结合在“螺纹钢”上之后,钙离子就很容易与磷酸根离子起反应,形成羟基磷灰石(磷酸钙的一种)纳米微晶体,恰好镶嵌于“螺纹钢”的螺纹凹槽内,成致密、有规律的排布,从而形成既坚硬又有弹性的骨头。没有螺纹钢,大家就都没有骨头了,成了软体动物。
“螺纹钢”在不同的细胞有不同的种类、数量和比例。骨头中的“螺纹钢”当然要多,脂肪组织中相对要少。图5是从网上下载的细胞外基质模式图,其中三根黄色螺旋带状结构就是本文所说的“螺纹钢”(胶原蛋白)。图6、图7是细胞外较多的胶原蛋白,电子显微镜下仿佛银装素裹,甚是美丽。
“螺纹钢”千万不能病变,皮肤“螺纹钢”断裂或失去弹性,人的脸上就会出现沟壑纵横、皱纹满面。肿瘤细胞周围组织的“螺纹钢”断裂,就会锁不住癌细胞,使它有逃离扩散的通道。
心脑血管壁的“螺纹钢”如果被钙、磷酸根包围,就会骨化、血管变脆、动脉硬化,这样随时有可能造成心肌梗塞、脑溢血而危及生命。
当今可以实现人造器官的组织工程,就是利用各种生物相容性材料在体外构筑好细胞支架,让细胞在体外附着、迁入、繁殖并发挥功能。其中最好的支架材料莫过于本文所说的胶原蛋白“螺纹钢”了。
图8、图9便是科学家用这样的“螺纹钢”构筑的组织工程细胞支架。仔细看唷,那上面还有螺纹的痕迹?