死亡证明竟是能量密码?细胞&五星大厨的废品暴富揭秘

一节生姜 2322 2025-03-06 08:35:16

要是哪家饭馆敢用地沟油做菜,食客们能举着手机直播让黑心商家社死。

可到了细胞这儿,那可能就是一套"变废为宝"的本事:226日发表于Nature的一项最新研究告诉我们,身体内的“清道夫”巨噬细胞,能够化腐朽为神奇,不但将入侵体内的细菌捕来吃光,还能将这些细菌“垃圾”做成能量套餐 [1]

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看人下菜碟儿:“清道夫”的两道工序

巨噬细胞是人体的一种免疫细胞,主要功能是吞噬入侵的微生物,如细菌。

这最新的研究表明,巨噬细胞有着双重身份,一个是暴力打击者,另一个是清道夫。面对细菌,巨噬细胞有两步操作:

  • 步骤1:吞噬分拣


  • 活菌包裹:形成吞噬溶酶体(pH 4.5),释放水解酶分解细菌

  • 死菌识别:表面cAMP信号增强,触发AMPK“二维码识别器”


  • 步骤2:代谢路线选择

  • 活菌线:暴力打击模式
         → 
    分解产物进入TCA循环衣康酸爆发(抑制细菌代谢)
         → 
    谷胱甘肽中和自由基(保护自身不被氧化损伤)
         → mTORC1
    激活启动战斗模式(耗能攻击)

  • 死菌线:资源回收模式
         → cAMP
    激活AMPK→关闭mTORC1→进入回收模式
         → 
    分解产物优先合成核苷酸(修复DNA)和脂质(膜修复)
         → 
    抑制ROS生产(节能)细胞存活延长



面对细菌,巨噬细胞是该打击就打击,该清理就清理。

通过对细菌的拆解,巨噬细胞能够给机体提供碳原子和氨基酸,这些物质会重新进入多种代谢途径,能为机体的能量包。

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论搞“垃圾分类系统”,巨噬细胞比朝阳区大妈还讲究

一直以来,巨噬细胞的名字给人一个“巨无霸”的印象,遇贼杀贼,纯靠力量对入侵者进行打击,但是这份最新的研究表明,更令人惊叹的是这些巨石细胞竟然有智慧,能够对“垃圾”进行分类处理。

活菌进门?立马关进pH4.5"酸菜坛子"吞噬溶酶体),水解酶伺候得明明白白。碰上死菌也不糟践,直接启动资源回收模式。

    • 遭遇活菌:不惜耗能发动强攻(高ROS+炎症因子)

    • 清理死菌:低调回收资源,延长驻防时间



您瞧这做派:活菌当危险品处理,死菌当可再生资源。这套环保理念,巨噬细胞比人类早琢磨了几亿年。

巨噬细胞甄别细菌死活的关键,是环磷酸腺苷(cAMP)。与活菌相比,死菌携带更多的cAMP。高浓度的cAMP,如同是细菌的"死亡证明二维码"cAMP巨噬细胞体内可转换成AMP,这是能量分子ATP的前体。

二维码扫码成功,巨噬细胞直接切换省电模式:炎症因子库存减半,自由基生产线停工,这就是“能省则省”。

与活菌相比,死菌“更香”!它能提供更多的氨基酸等营养来源,让巨噬细胞有更多的能量,也有更多的活性。

"节能模式"下,炎症因子的释放也减少了,这也就相应减少了炎症风暴对机体的损伤。所以,“垃圾分类系统”不只带来了更多的经济效益,也带来了更好的社会效益。

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“细菌死亡二维码”读码器中的关键分子

“细菌死亡二维码”读码器中的两个关键分子是mTORC1AMPK相当于读码器的开关,决定了如何利用从细菌回收来的营养,同时也决定了巨噬细胞的代谢编程,继而决定了巨噬细胞的状态。

    • mTORC1的激活让巨噬细胞进入战斗状
    • AMPK的激活,比如从死菌回收大量的cAMP之后,mTORC1受到抑制,巨噬细胞体验“松弛感”,可缓解过度炎症


简单表述一下,对于巨噬细胞来说,mTORC1是冲锋号,AMPK是休止符所以,这两个分子也是利用巨噬细胞治疗疾病的关键靶点,对这两个靶点的深入研究,可以带来更多治疗疾病的手段。

文末申明一下:写这篇文章,纯粹是为了科普巨噬细胞的功能和机制,绝非为地沟油洗白

也要感叹一下:物种的进化过程,在绝大多数情况下,都是是从一个恶劣环境走向另外一个恶劣环境的过程,如何最优化地利用能量,是物种能够存活和克服逆境进化的关键。

巨噬细胞也因此进化到该狠时狠,该省时省"光盘行动"刻进了DNA里。

参考文献:

1. Lesbats, J., et al., Macrophages recycle phagocytosed bacteria to fuel immunometabolic responses. Nature, 2025

(作者:张洪涛,笔名“一节生姜”,著有科普读物:《吃什么呢?——舌尖上的思考》,《如果舌尖能思考》。可以谈最前沿的医学研究,也可以讲最通俗的故事。本文仅供参考,了解临床研究进展,不可作为医疗建议。

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