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《机器之血》:一种神奇的液体

2018-03-08秦建

知识就是力量 2018年3期
关键词:血型骨髓抗原

秦建

由成龙等人主演的科幻动作片《机器之血》中有这样一个情节:特警林东的女儿西西身患不治之症,死在了医院里;与此同时,林东拼死救下污点证人詹姆斯博士;詹姆斯博士给西西注射了自己研制的基因血,竟使得西西死而复活。血液是一种神奇的液体,即便是到了现在,科技如此发达,依然有相当多的迷雾笼罩在血液之上。

血液的构成与作用

人体血液中60%是血浆,40%是血细胞。血浆中90%是水,其余为蛋白质、钠、钾、激素、酶等物质,其百分比与海洋极其类似,因为最早的多细胞生物是在海洋里演化出来的,所以血浆最早应该就是海水。

血液约占体重的8%左右,一个体重80千克的人,约有6400毫升的血液。其中10%~20%的血液,平常贮存在肝、脾、肺和皮下毛细血管里,并不参与日常的血液循环。只有当人体从事剧烈活动或者大量失血时,这些贮存的血液才会立刻释放出来,参与到血液循环之中,以维持人体正常的生理功能。

心脏是血液循环的发动机。心脏通过不停地收缩与扩张,使血液在遍布全身每一个地方的血管里流动,给人体带去氧气和养料,带走废物。心脏每小时必须输出约340升血液才能维持所有细胞的基本运转。如果做剧烈运动,这些数据还要增加至6倍。正因为如此,心脏在人体器官中有着至高无上的地位。用听诊器听心脏跳动的声音,是医生判断一个人身体状况的重要方式。在电影《机器之血》中,西西及反派安德烈都有一顆机器心脏,而在现实中,机器心脏已经在为数十万心脏病人生命的延续不辞劳苦地工作着。

血液工厂

人体中的血液是从哪里来的呢?说来有趣,在生命的不同时期,造血器官居然是不同的。研究表明,造血始于母亲子宫的第3周,这时胎儿还没有什么器官形成,卵黄囊承担着造血的责任。到了第6周,人体器官形成,肝脏接着造血。第3个月,脾成为主要的造血器官。第4个月后,骨髓开始造血。婴儿出生后,肝和脾停止造血,而骨髓承担起造血的全部责任。

骨髓是人体最重要的造血组织。骨髓主要是存在于肱骨和股骨的骨髓腔,髂骨、肋骨、胸骨、脊椎骨等骨间网眼中的一种海绵状的组织。骨髓有两种,一种是能制造血细胞、呈红色的红骨髓,另一种是含有脂肪细胞、呈黄色、不能制造血细胞的黄骨髓。人出生时,骨髓都是红骨髓,随着年龄增长,部分红骨髓被黄骨髓取代,造血能力也随之下降。

有人说,献血会导致免疫力下降。其实,在正常情况下,血细胞和其他人体细胞一样,也会自然凋亡,死掉的细胞经由尿液和汗水排出体外,同时骨髓也会制造相应数量的血细胞补充到血液中。其中,白细胞的寿命较短,20天就全部更新完,而红细胞全部更新完需要120天。如果人体意外失血,相关造血组织就会加速工作。血浆中的水分和无机盐类在1~2小时就可以恢复,最慢的红细胞两周左右的时间也能完全恢复。所以,间隔半年时间,献200~400毫升的血,对身体没有多大的影响。

血型的故事

在古代,医生就注意到了血液与生命的关系。一个人刚刚还活蹦乱跳的,但在流了很多血后,就会变得衰弱,甚至死亡。要是把流失的血补充回去,是不是就能救回这个人呢?基于这种想法,少数医生大胆地进行了原始的输血。他们偶尔会获得成功,但多数时间,他们都失败了。直到1900年,奥地利医生卡尔·兰德斯泰纳发现了ABO血型系统的存在,相同血型可以输血,不同血型不能输血,这才使得输血成为可能。这项研究使卡尔·兰德斯泰纳获得了1930年的诺贝尔生理学或医学奖。

在《机器之血》中,当詹姆斯博士知道西西已经去世,毫不犹豫地把自己体内的基因血输给了西西,这实际上是不科学的,因为他没有查验血型。那为什么相同血型可以输血,而不同血型不可以输血呢?后世的研究表明,血型实际上是由红细胞上的抗原决定的。红细胞上仅有抗原A为A型,只有抗原B为B型,如果同时存在A和B两种抗原则为AB型,两种抗原都没有,为O型。相同血型的血液互相混合,毫无问题,不同血型的血液,如A型与B型相遇,则会引发免疫反应,造成一系列严重的后果。

我们经常在古装片中看到滴血认亲的情节,以两滴血相溶或者不相溶判断两个人是否有亲缘关系。这里的相溶其实就是指两滴血的血型相同,而不相溶则是血型不同。现代遗传学表明,血型确实会遗传,但其规律并非简单的父母是什么血型孩子就是什么血型。比如,A型和B型生出来的孩子就可能是A型、B型、AB型、O型中的一种,在这种情况下,滴血认亲根本就鉴别不出两者是否有亲缘关系。

人造血

ABO血型只是一个初步的分型,下面还有很多亚型,如A1、A2等。1940年,美国人菲利普·莱文在红细胞上发现了与恒河猴同样的抗原,并以此为标准,将有抗原的称为Rh阳性,没有抗原的称为Rh阴性。Rh是恒河猴(Rhesus monkeys)英文名称的头两个字母。在中国,99%以上的人是Rh阳性血,Rh阴性血数量极其稀少,因而被称为“熊猫血”。此后,人们又陆续发现了十几个血型系统,例如MNSs、Kell、P等,但人数都不多,所以当这些人需要输血时会遇到麻烦。以前,医院收治了稀有血型的病人,在需要输血时,只能向社会求助,在茫茫人海中,找到另一个有同样血型并且愿意捐献的人。实际上,即使是占人口大多数的ABO血型,医院有时也会出现“血荒”,无血可输。这是因为新鲜血液的存储时间只有40天。怎么办呢?科学家想到的办法就是人造血。

20世纪60年代,科学家就发现全氟化碳液体具有较强运输氧气的能力。1980年8月,在上海试制成功的一种白色的人造血就是氟碳化合物在水中的超细乳状液。它具有良好的载氧能力和排出二氧化碳的能力。最奇妙的是,它没有血型之分,可以输给任何血型的人。后来,美国科学家们又尝试了从牛血中提取血红蛋白,是为“血纯”,目前已在南非等地得到了临床应用。《机器之血》中,詹姆斯博士所做的研究,应该就是人造血,不仅如此,他还想着把海星等动物的超强再生能力移植到人造血中,最终他用自己制造的血液救活了女主角。

各种颜色的血液

世界上绝大多数动物的血液和人类的血液一样,是红色的。但是,也有一些动物的血液是其他颜色。比如,蚯蚓的血液是玫瑰色的,非常美丽;蜘蛛的血液则是青绿色的。也有人认为对虾、螃蟹、毛蟹是没有血液的,但其实它们的血液是淡青色的。有一种叫鲎(hòu)的节肢动物,血液是少见的蓝色,而河蚌和蜗牛的血液也是蓝色的。另外,田螺的血液是白色的,有点像牛奶。生活在海底岩石上的一种扇螅虫最为奇特,它的血液可以变色,一会儿变成绿色,一会儿又变成红色。

动物为什么会有不同颜色的血呢?原来,动物血液的颜色一般是由血液中负责运输氧气的血色蛋白的颜色决定的。血蓝蛋白是含铜的蛋白质,这种蛋白质利用两个铜原子(Cu)与一个氧原子(O2)联结,形成氧化态后呈蓝色,在还原态时则成为无色;血绿蛋白是一种含铁卟啉的呼吸蛋白,血绿蛋白与氧结合后为红色(在高浓度溶液中为淡红色,在稀溶液中绿色);血红蛋白是所有脊椎动物(包括人类)和一些无脊动物血液中所含的色素蛋白,血红蛋白呈红色,因此血液也是红色的。

血液的神奇之处还有很多。无怪乎在《机器之血》中,女主角能够因为詹姆斯博士制造出的具有超强再生能力的基因血起死回生,并成为反派争抢的对象。不过,在电影中,注射了博士的血就有了博士的全部记忆,这一说法完全没有任何科学根据,仅仅是编剧为了剧情需要而杜撰的。这个创意,应该来自器官移植者拥有器官捐献者记忆的市井传说。事实上,人的记忆保存在大脑里,其他器官并不保存记忆。每年都有数千万包括输血在内的器官移植手术,还从来没有发现过哪个人移植了别人的器官而拥有别人记忆的案例。

(责任编辑/岳萌  美术编辑/刘强)endprint

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