加载中…
个人资料
  • 博客等级:
  • 博客积分:
  • 博客访问:
  • 关注人气:
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
正文 字体大小:

PM2.5究竟是怎样进入细胞的

(2013-03-10 06:46:01)
标签:

pm2.5

吞噬细胞

内皮细胞

血管

文化

分类: 分子生物学专业

    媒体常说“PM2.5(粒径小于2.5微米的粒子)不易被阻挡,被吸入人体后会直接进入支气管,干扰肺部的气体交换,引发包括哮喘、支气管炎和心血管病等方面的疾病。这些颗粒还可以通过支气管和肺泡进入血液,其中的有害气体、重金属等溶解在血液中,对人体健康的伤害更大”。

    媒体说,PM2.5进入血液,血液中的巨噬细胞(免疫细胞的一种)立刻过来把它吞下。巨噬细胞吞了它,却释放出一种物质,这种物质可导致细胞及组织的炎症。进入血液的PM2.5越多,巨噬细胞被噎死的就越多,那么人的免疫力就会下降,并且炎症的面积也会扩展。

    那么PM2.5究竟是怎样进入血管的?

    首先得回答PM2.5究竟是怎样进入组织的?PM2.5从气管组织进入肺泡内,要经过内皮细胞才算进入机体,PM2.5究竟是怎样进入内皮细胞的 ? 

    PM2.5从血管外的组织进入血管内,要经过血管内皮细胞,PM2.5究竟是怎样进入血管内皮细胞的 ?    

    PM2.5究竟是怎样进入细胞的?有人说,是巨噬细胞吞噬的。

    我曾经在八十年代给学生做细胞生物学实验,用小鼠肝脏破碎物与稀释的墨汁10微升混合,37度30分钟处理后,再从显微镜中看看活的肝细胞,结果肝细胞内出现黑色颗粒,这是“吞噬”,但颗粒被包裹在吞噬泡内,成为内体,面临与溶酶体混合,颗粒被各种消化酶系降解的结果。

    内体,英文名称:endosome,其他名称:纳入体(receptosome),定义:来源于原生质膜的一种细胞器,带有胞吞摄入物并可将其中一部分传递给溶酶体。   

    所以,PM2.5如果通过被吞噬的方式进入细胞,结果是有机物被分解。

    我们来看肺中的情况,肺中的支气管,经多次反复分枝成无数细支气管,它们的末端膨大成囊,囊的四周有很多突出的小囊泡,即为肺泡。肺泡是由单层上皮细胞构成的半球状囊泡。

PM2.5究竟是怎样进入细胞的

PM2.5究竟是怎样进入细胞的
    肺泡孔(alveolar pores)为肺泡间小孔,一般一个肺泡上可有1~6个。此孔连接相邻肺泡,并在肺泡扩张时完全张开,呈卵圆形或圆形,为沟通相邻肺泡内气体的孔道,当某支气管受到阻塞时可通过肺泡孔建立侧支通气,进行有限的气体交换。

    如果不是经过被吞噬的方式,那PM2.5又是怎么进入细胞的?

    矽肺,就是被吞噬的SiO2,大量积累,它们是无机物,影响肺泡内皮细胞气体交换导致的疾病。

    氧气从肺泡向血液弥散,要依次经过肺泡内表面的液膜、肺泡上皮细胞膜、肺泡上皮与肺毛细血管内皮之间的间质、毛细血管的内皮细胞膜等四层膜。这四层膜合称为呼吸膜。呼吸膜平均厚度不到1微米,有很高的通透性,故气体交换十分迅速。

    肺泡:肺泡壁是由单层扁平上皮构成,有三种细胞:

    小肺泡细胞,又称I型肺泡细胞,厚约 0.1微米,基底部是基底膜,无增殖能力。
    大肺泡细胞,又称II型肺泡细胞,分泌表面活性物质(二棕榈酰卵磷脂),以降低肺泡表面张力
    肺巨噬细胞,来自于血液单核细胞。吞噬了较多尘粒的被称为尘细胞
    肺泡与肺部毛细血管紧密相连。两者的膜大部分融合,有助于气体的快速扩散。而肺泡表面液体层,I型肺泡细胞与基膜,薄层结缔组织,毛细血管基膜与内皮组成了所谓的气-血屏障。
    另一种说法:
    肺泡:肺泡壁是由单层扁平上皮构成,有三种细胞:
    A. 扁平上皮细胞(I型细胞),其基膜紧贴毛细血管。
    B. 分泌上皮(II型细胞),该细胞突向管腔或夹在扁平上皮细胞之间,可分泌表面活性物质。
    C. 隔细胞:位于肺泡间隔中,当进入肺泡腔内就叫尘细胞。在尘细胞的细胞质内有大量尘埃颗粒,属于吞噬细胞
    D. 肺泡隔:是相邻肺泡壁之间的结构,由结缔组织和丰富的毛细血管组成。
    毛细血管内皮的对液体的通透性比肺泡细胞内皮的要高。 肺泡为多面性囊泡,一面开口于肺泡囊、肺泡管或呼吸性细支气管,其余各面与相邻的肺泡彼此相接。肺泡壁很薄,表面覆有肺泡上皮。肺泡是支气管树的终末部分,是肺进行气体交换的部位。
    因此说,PM2.5进入细胞,并且产生调节生理机能的效应,这个结论的组织学基础还没有很好建立。
 

    PM2.5是健康的“隐形杀手”

    PM2.5主要对呼吸系统和心血管系统造成伤害,包括呼吸道受刺激、咳嗽、呼吸困难、降低肺功能、加重哮喘、导致慢性支气管炎、心律失常、非致命性的心脏病、心肺病患者的过早死亡。老人、小孩以及心肺疾病患者是PM2.5污染的敏感人群。

    世卫组织估计,每年有200多万人因吸入室内和室外空气污染中的细小微粒物而死亡,这是一个触目惊心的数字。2002年,《美国医学会杂志》发表一篇论文。研究者发现,死亡率升高与PM2.5和二氧化硫的污染有关联,而与粗颗粒物污染没有可靠的关联。该项研究始于1982年,当时招募了120万的参与者。论文的结论是基于长达16年的随访数据,是目前关于PM2.5污染增加死亡风险最可靠的证据。

    2.5微米是可以到达肺泡的临界值。PM2.5以下的细颗粒物,上呼吸道挡不住,它们可以顺利下行,进入细支气管、肺泡。我们的呼吸系统像植物的根系,自上而下,气管分出支气管,支气管分出密密麻麻的细支气管,密密麻麻的细支气管又连着密密麻麻的肺泡,肺泡的数量有三四亿个。吸进去的氧气最终进入肺泡,再通过肺泡的壁进入毛细血管,再进入整个血液循环系统。我们吸进去的PM2.5,因为太小,也能进入肺泡,再通过肺泡的壁进入毛细血管,进而进入整个血液循环系统。

    PM2.5携带了许多有害的有机的无机的分子,是致病之源。细菌是人所共知的致病之源,PM2.5和细菌有一比。PM2.5是直径为2.5微米的细颗粒物,细菌则是微米级生物,大小多为1微米、几微米,也有十几微米的。也就是说,PM2.5和细菌一般大小。细菌进入血液,血液中的巨噬细胞(免疫细胞的一种)立刻过来把它吞下,它就不能致人生病,这如同老虎吃鸡。PM2.5进入血液,血液中的巨噬细胞以为它是细菌,也立刻过来把它吞下。巨噬细胞吞惯了细菌,细菌是有生命的,是巨噬细胞的食物。可是,PM2.5是无生命的,巨噬细胞吞了它,如同老虎吞下了石头,最终被噎死,那么我们的免疫力就下降了。不仅如此,被噎死的巨噬细胞,却释放出一种物质,这种物质可导致细胞及组织的炎症。可见,PM2.5比细菌更致病。进入血液的PM2.5越多,我们就越容易生病。

    从公开的科研资料看,对PM2.5的研究很多聚焦于肺脏。

  研究者们从肺脏的毒理学研究入手:以PM2.5对4组大鼠每天进行1次染毒,连续进行3天。对这些大鼠的肺灌洗液并对肺组织病理切片分析后发现,PM2.5能够引起肺部血管通透性的改变、肺细胞损伤和加重氧化应激损伤,在高剂量染毒组,大鼠肺部炎性细胞渗出,肺间隔水肿。

  2009年的一项实验采集了北京城区大气中的PM2.5,以人肺泡上皮细胞株(A549)为模型进行毒理作用研究。在这个实验中,以25、50、100、200μg/ml等不同的染毒状况进行对比发现,随着染毒浓度的增加,PM2.5可引起这些细胞的炎性损伤。

  此类学术研究不胜枚举,但普通读者很难完全“吃透”。

  “种种证据表明,目前这些小颗粒物对细胞损伤已是公论。”中国工程院院士魏复盛介绍说,当这些小东西进入人体后,一般直接到达支气管和肺泡,甚至可以进入血液,其吸附的重金属氧化物或多环芳烃等致癌物质危害很大。

  今年公开发表的一项研究以甘肃某镍开采冶炼区为PM2.5采集区。研究者发现,在镍污染区大气中,PM2.5含镍剂量是实验对照区的65倍,长期暴露于PM2.5中,高浓度的镍会增加对细胞的损害。该实验用来测试的细胞叫做“血管内皮细胞”,是一种连续被覆在全身血管内膜的一层细胞群。在研究者看来,内皮层不仅仅是血液和组织的屏障,其损伤及功能紊乱还与多种疾病的发生密切相关,包括高血压、冠心病、糖尿病、慢性肾功能衰竭等。

  北京大学医学部公共卫生学院教授潘小川发表论文称,2004年至2006年间,当北京大学校园观测点的PM2.5日均浓度增加时,在约4公里以外的北京大学第三医院,心血管病急诊患者数量也有所增加。

  “我们利用时间系列分析研究,对搜集的数据进行分析发现,PM2.5每立方米浓度增加10微克,医院高血压类的急诊病人就会增加8%,心血管疾病也会增多。”潘小川说。

  从一群看不见、摸不着的小颗粒物,到进入人体,学者们的研究指向越来越清晰。

0

阅读 收藏 喜欢 打印举报/Report
  

新浪BLOG意见反馈留言板 欢迎批评指正

新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 产品答疑

新浪公司 版权所有