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人體是由數十億個緊密地配合著工作的細胞組成,細胞也是人體內最細小的生命單位

細胞的化學成分

  • 水(water):水佔上了細胞成分的80%左右。由於水是許多物質的溶劑,所以亦只有在水的環境當中,某些物質才能進行擴散、合成和分解。因此,水是細胞進行生命活動的重要成分,在含量上無論是過多或過少,都可以導致細胞的異常或死亡。

  • 無機鹽(inorganic salts):在細胞內,無機鹽大都溶於水中,並呈帶正電荷的陽離子(cations)或帶負電荷的負離子(anions)狀態,對於神經衝動的傳導、肌肉的收縮、維持體內的酸鹼平衡等,都起著重大的作用。

  • 蛋白質(proteins):蛋白質由氨基酸(amino acids)所構成,在結構上來說,蛋白質是細胞的主要成分。因為激發或抑壓體內功能活動的酵素(enzymes)也是蛋白質,而細胞的一切功能活動,都要在酵素的參與下進行,所以蛋白質是生命活動不可缺少的物質。

  • 脂類(lipids):脂類也是細胞的重要成分之一,除了可以作為儲存熱能的形式外,與神經活動亦有密切的關係。

  • 糖類(sugars):糖類又稱碳水化合物(carbohydrates),是由碳、氫、氧所組成,在人體內主要以肝糖(liver glycogen)及肌糖(muscle glycogen)的形式儲存在肝細胞及肌細胞內,當被分解的時候,就能釋放能量供細胞活動之用。

  • 核酸(nucleic acids):核酸的構造極為複雜,是細胞的重要成分,核酸可分為核糖核酸(ribonucleic acid),簡稱RNA;及脫氧核糖核酸(deoxyribonucleic acid),簡稱DNA。前者主要分佈在細胞質內,而後者主要存在於細胞核內,但兩者在遺存信息的傳遞及蛋白質的合成過程中,都起著同樣重要的作用。

細胞的形態

細胞的形態主要按其在機體內的位置、生活條件及機能狀況而有所差異。例如,上皮細胞呈多角形、神經細胞有多而長的突起、紅細胞(紅血球)呈圓盤形、肌細胞呈梭形或纖維形等。至於大小方面,則可以小至如直徑只有4微米的小腦顆粒細胞,大至如直徑可達200微米以上的卵細胞,長至12厘米或以上的骨骼肌細胞,或甚至長達1米或以上的脊髓前角神經細胞等。由此可見,不同類型的細胞在形狀、大小方面,都可以有非常顯著的差異。

 

細胞的結構

雖然人體內有很多種類的細胞,但大部分都包含著一個細胞核(nucleus)、一種名叫細胞間質(cytoplasm)的濃厚液體,並且由一層薄薄的細胞膜(cell membrane)包裹著。

  • 細胞核:細胞核是一個細胞的控制中心,它藏著帶有細胞之化學訊息的 DNA(去氧核糖核酸)分子,DNA 是一個呈雙螺旋狀的分子,由數以百萬計的原子組成。一個細胞在分裂之前,其 DNA分子會先自身複製,以確保整套訊息能夠被傳達至每一個新的細胞。細胞核膜把細胞核與細胞的其餘部分分隔起來,不過,細胞核膜上存在著很多小孔,容許細胞核與外界作化學上的接觸。

  • 細胞間質:細胞間質是一種透明、魚膠狀的液體,約有90%為水分,裡面藏著細胞器(organelles)──細胞內一些具有其特殊工能的結構。細胞器的數目和種類則視乎該細胞的工能而定,一個典型的細胞通常包括以下的細胞器:

  • 內質網(Endoplasmic Reticulum)--內質網是一個由膜摺疊而成的系統,負責製造及儲存蛋白質和脂肪等物質。

  • 核糖體(Ribosomes)--雖然核糖體的體積最為細小,但它們在一個細胞中往往卻是為數眾多的一群,而且可以分散在細胞間質之中或依附在內質網上,對蛋白質的合成有重大作用。

  • 高氏體(Golgi Body)--高氏體是由儲存及釋放細胞所製造物質的膜構成。此外,它亦會製造溶酶體。

  • 溶酶體(Lysosome)--溶酶體是一個具有消化能力化學物的儲存庫,這些化學物能分解損耗了的細胞器和消化外來的物質。在發展的初期,溶J體甚至會摧毀覆蓋著它們的細胞──“自我消化”或自體溶解。

  • 粒線體(Mitochondrion)--粒線體呈卵狀,內膜高度摺疊成瞗A有氧呼吸就是在此進行,從而釋放能量。粒線體經常被喻為細胞內的能源儲存庫。

  • 細胞膜:細胞膜是由兩層的磷脂分子組成,它彷如一個防護罩,容許某些分子進入的同時,卻阻止了其他分子的進入。

 

細胞分裂

人體內每秒鐘約有五千萬個細胞會死去,並同時由另外五千萬個新生細胞所取代。細胞的生命週期按其種類的不同而有所分別。例如,位於皮膚表面和消化道上的細胞,差不多每隔廿四小時便會被取替。反觀那些極為專門的細胞,如神經元(神經細胞),當發展完成後便會失去繁殖的能力。

細胞分裂是細胞繁殖的過程,可透過兩種形式進行:有絲分裂和減數分裂。

  • 有絲分裂(mitosis)指由一個細胞分裂成兩個完全相同的細胞,它是人體生長和修復的程序。

  • 減數分裂(meiosis)在生殖系統內進行以產生性細胞,它實際上是經過前後兩次分裂後產生四個在遺存特質上是獨一無二的細胞

當細胞分裂變成失控的時候,就會引致腫瘤的出現,而且通常會很快地擴展開去,影響到人體的正常運作。科學家相信一些致癌物質、細胞內 DNA 分子意外地重新排列和過濾性病毒感染等,都會觸發癌症的發生。

 


References

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  • Crocco, J.A. (1977). The Classic Collector's Edition Gray's Anatomy. New York: Bountry Book.

  • Solomon, E.D., & Davis, P.W. (1983). Human Anatomy and Physiology. Tokyo: CBS College Publishing.

  • Tortora, G. J., & Anagnostakos, N.P. (1990). Principles of Anatomy and Physiology (6th ed.). New York: Harper & Row.

  • 體育院、系教材編審委員會《運動解剖學》編寫組(1984):體育系通用教材:運動解剖學(第二版)。北京:人民體育出版社。

  • 莎拉•布萊威爾(1998)。人體小百科。台灣:貓頭鷹出版社。

  • 陳再晉等編(1997)。華杏醫學大辭典(豪華版)。台灣:華杏出版股份有限公司。

最近更新日期(Last Updated):2013-04-14


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