细胞再生能力的原理（身体有自我更新细胞的能力）

健康不仅仅是没有疾病，真正的健康是指一个人在身体、精神和社会等各方面都处于良好和最佳的状态，一方面是人体各系统具有良好的生理功能，另一方面是对疾病的抵抗力较强，能够很好地适应环境的变化以及各种致病因素对身体的刺激。真正的健康由身体内一系列自然防御系统保护着，从出生到生命的最后一天，这些防御系统都在工作，使我们的细胞和器官正常运作。

前面，我们讨论了我们的血管生成防御系统。（参阅：人人体内都可能有微肿瘤，健康的血管生成防御系统阻止它们生长 ）。如果说血管生成是形成新的血管来喂养我们的器官作为健康防御，那么，是什么负责器官的生长和维持呢？答案就是我们的再生防御系统，这是由干细胞来完成的。

干细胞再生系统

干细胞对我们的健康至关重要，如果它们突然停止工作，我们将在一周内死亡。从我们被怀上的那一刻起，干细胞就在产生和维持我们的身体和健康方面发挥关键作用。我们实际上是由干细胞分化形成的。在精子遇到卵子后大约五天，我们的生命从子宫里一个由大约50-100个胚胎干细胞组成的小球开始。这些干细胞的非凡之处在于它们具有多能性，它们可以在身体内形成任何细胞或组织，从肌肉到神经到皮肤到大脑到眼球。当胚胎发育超过12周成为胎儿时，所有的基本器官都是由干细胞创造出来的，这些干细胞会分化成更特化的细胞来执行每个器官的功能。很快，随着身体的发育，这些特化的器官细胞数量开始超过非特化的干细胞。

胎儿中的干细胞不仅形成机体，而且提供健康防御，甚至对母亲也是如此。美国纽约西奈山医学院的科学家们进行了一项具有里程碑意义的实验，他们研究了怀孕小鼠的心脏病发作。这些心脏病发作严重到足以破坏50%的心脏主力泵心室。对人类来说，这种程度的损伤即使不会迅速死亡，也足以导致心力衰竭。在存活下来的老鼠中，研究发现，在心脏病发作几周后，胎儿的干细胞已经从子宫迁移到母亲的血液中。值得注意的是，胎儿干细胞会回到母亲心脏受损的区域，并开始再生和修复它。在心脏病发作一个月后，母亲心脏中迁移过来的50%的胎儿干细胞变成了能够自发跳动的成年心脏细胞。这项研究是最早证明来自胎儿的干细胞可以帮助保护母亲健康的研究之一。

到出生时，发育中的胎儿体内的大多数细胞已经转化为最终的器官形态，只剩下极少量的干细胞。分娩后，一些干细胞滞留在脐带和胎盘中。脐带血可以被收集起来，送到干细胞库，在那里细胞被冷冻起来，以备将来的医疗使用。这些可能有一天对你的孩子有用，甚至对你和你的家庭成员有用，在未来帮助再生或愈合受损的器官。

干细胞在成人生活中也发挥着重要作用。随着我们年龄的增长，它们会在幕后悄悄再生我们的大部分器官，它们在这个过程以自己的节奏进行，每个器官都不一样：

——小肠每2-4天再生一次

——肺和胃每8天再生一次

——皮肤每2周再生一次

——血红细胞每4个月再生一次

——脂肪细胞每8年再生一次

——骨骼每10年再生一次

我们的免疫细胞每七天再生一次，所以如果干细胞消失，我们很可能很快就会死于感染。如果在感染中幸存下来，那么就可能死于出血，因为血液中负责凝血的血小板每10天就会被替换一次。如果成功了，皮肤会在六周内脱落，然后肺就会崩溃，我们就会窒息。我们的干细胞保护着我们的健康，是我们的生命线之一。

干细胞的治愈能力

我们对人体干细胞的了解可以追溯到广岛和长崎原子弹事件。1945年，美国在日本广岛和长崎投掷原子弹，瞬间蒸发了几十万人的生命，结束了第二次世界大战。医生们观察到，一些在爆炸中幸存下来的人，在爆炸后的两周后病情迅速恶化或大出血死去，这是因为暴露在辐射下的人的骨髓中身体自我更新细胞的能力受到了破坏。各国政府为未来的核战争做准备的同时，科学家们也在寻找可以用于治疗和保护幸存者免受致命辐射影响的干细胞。1961年，两名加拿大研究人员James Till和Ernest McCullough发现骨髓和脾脏中都有干细胞，而且它们可以再生血细胞。Till和McCullough发现，如果及时注射，这些干细胞可以拯救暴露在致命剂量辐射下的实验动物。

Till和McCullough的工作促进了骨髓移植的发展，这是一种拯救生命的手术，现在世界各地都在进行，以拯救那些正在接受最严酷的化疗和最高剂量的辐射治疗的癌症患者。尽管化疗和放疗确实能杀死癌细胞，但它们也会破坏骨髓中的健康干细胞。没有干细胞，癌症患者的免疫系统会崩溃，他们可能会死于严重的感染。然而，通过将从捐赠者的骨髓中提取的干细胞移植到癌症患者体内，医生可以将病人从死亡中拯救出来。捐赠者的干细胞会循环到病人的骨髓中，然后它们重建免疫系统。这种使用供体干细胞的骨髓移植技术被认为是医学上的一项重大突破，该领域的先驱E. Donnall Thomas与肾脏移植领域的先驱Joseph Murray一起获得了1990年的诺贝尔医学或生理学奖。即使没有被化疗或辐射损伤，我们的身体也需要干细胞，因为它们会从内到外不断地重建我们的身体。

在我们身体数以万亿计的细胞中，干细胞仅占0.002%，虽然很微小，但是很强大，能够让我们恢复健康。干细胞可以根据需要修复、替换和再生死亡和磨损的细胞。它们就像我们体内的特种部队士兵一样，收集情报，进行侦察和执行任务，以保持器官处于最佳状态。当我们受伤或患病时，我们的干细胞就会发挥作用，创造新的组织来治愈或帮助我们的身体战胜疾病。这就是我们的再生健康防御系统。像血管生成系统一样，我们的干细胞也受到饮食的强烈影响。

无论是正在锻炼肌肉的运动员，还是正在孕育胎儿的孕妇，还是正在与衰老作斗争的人，正确的食物都能帮助增加干细胞的数量和性能以及它们再生身体的能力。我们可以通过饮食来保护我们的心脏，保持我们的思维敏捷，愈合我们的伤口，并保持我们的身体在一个年轻的状态。我们将在后面探讨一些可以帮助我们的干细胞健康防御的食物，但是首先我们将了解一些再生的入门知识，这样你就会明白为什么正确的饮食可以拯救生命。

干细胞与损伤

我们的再生防御系统随时准备着对受伤或创伤作出反应。成体干细胞仍然是没有特化的，在需要的时候才开始行动。它们可以通过细胞分裂进行更新和复制，并仍然保持其多能性。当它们处于任务模式时，它们会感知周围的环境，并利用周围的线索作为指令，转变成需要再生的确切类型的细胞。如果它们发现自己在肺里，它们就变成肺；如果它们发现自己在肝脏中，它们就变成肝脏。

干细胞如何完成这些保护功能的故事从它们以无活性、未分化和可再生状态生活的地方开始。它们生活在一个被称为干细胞龛的特殊藏身之处，干细胞龛存在于皮肤、肠壁、毛囊基部、睾丸和卵巢、脂肪和大脑中，尤其是在骨髓中。

骨髓是至少三种不同类型干细胞的存储单元：造血干细胞会变成造血细胞；间充质干细胞前体形成肌肉、脂肪、软骨、骨骼和其它非血液成分；内皮祖细胞在器官再生过程中起着形成新血管的作用。总的来说，它们被标记为骨髓源性单核细胞，因为它们都存在于骨髓中。

当干细胞被需要再生的身体部位激活时，会发生一系列的事件将干细胞从干细胞龛带入我们的循环系统。骨髓中的干细胞会受到该器官释放的生长因子信号的警告。一种叫做血管内皮生长因子的特殊生长因子是一种强大的干细胞激活因子，这种信号会通过穿透骨头的血管到达骨髓。一旦进入，这些信号就会沿着骨髓中的毛细血管系统传播，并将信号传送给干细胞。这些干细胞将信号解读为一种化学警报并做出相应的反应，以发出求救信号开始，最后，成群的干细胞就像蜜蜂从蜂巢中飞出来一样，从骨髓进入到人体循环系统。这一重要的过程就是干细胞动员。

接下来发生的事情有力地说明了干细胞是如何发挥作用的。当有紧急情况发生时，干细胞会迅速到达受伤的前线。在血液的快速流动和心脏的泵血作用的推动下，干细胞使用一种生物定位装置来定位发出求救信号的器官的确切位置。就像一枚瞄准目标的导弹，干细胞找到了它的着陆点。干细胞上一种称为受体的蛋白质会附着在着陆区的蛋白质上，确保干细胞只附着在受伤部位。这一切在遇险信号发出后发生得非常快。例如，有研究表明，外科医生在做了手术切口48小时后，由于需要愈合，循环系统中的内皮祖细胞数量比手术前增加了14倍。

一旦干细胞附着在着陆区，它们就会对它们着陆时所处的器官环境进行评估，然后根据环境给出的指令执行它们的任务。如果它们在皮肤里，它们就变成皮肤细胞，并以满足皮肤需要的方式做出反应；如果在心脏中，它们就会变成心肌细胞并对心脏的需要做出反应。在受伤后，干细胞灾难反应小组的一部分发挥重要作用，另外还包括炎症和其它免疫细胞、血管细胞以及凝血细胞，各自执行它们特定的任务。

干细胞进入受伤组织后究竟会发生什么仍然不是特别清楚。我们知道它们会分化并再生局部组织，但是，干细胞不会停留太久，它们最多只能维持几天。科学家们正在努力研究它们实际发生了什么，有两个理论：一是认为干细胞改变它们的外形，然后消失在背景中，与它们正在修复的正常组织没有区别；二是，它们可能只是扮演了一个重要但短暂的角色，然后在任务完成后死去。

我们所知道的是，干细胞是称为生长因子、细胞因子和生存因子的蛋白质的工厂，这些蛋白质是器官生长或修复所需要的。它们还能释放被称为外泌体和微泡的特殊分子容器，这些容器装满了蛋白质和遗传信息。当它们在一个器官中释放出来时，它们会指示其它细胞接下来如何修复损伤。干细胞释放这些物质来鼓励其它细胞帮助在着陆区周围建立一个更健康的组织。这就是旁分泌效应。一项检查骨骼再生的研究表明，至少43种生长因子可以被干细胞释放出来，帮助改善附近受伤的骨骼。

一些参与干细胞反应的生长因子也同样触发血管生成，从而将这两个健康防御系统连接在一起。例如，当细胞因缺氧或损伤而释放血管内皮生长因子时，它会在局部触发血管生成，而在更远的骨髓中，干细胞会受到该因子的警告。如果一个新的组织再生，它将需要新鲜的血液供应。血管生成从这个时候开始，通过形成新的血管提供所需的营养来支持再生组织。相反，干细胞也有助于新的血管生成，所以这是一个双赢的关系。新生血管中2-25%的细胞来自干细胞。

干细胞损伤的原因

我们的再生防御系统对健康和愈合是至关重要的，干细胞在我们的一生中非常容易受到一些常见因素的攻击。其中，最具破坏性的因素之一是烟草烟雾。当吸烟者吸入香烟烟雾时，就会出现氧气不足，这就开始了干细胞进入血流的招募过程。习惯性吸烟最终会耗尽储存在骨髓中的干细胞的数量，随着时间的推移，整体上能够再生和修复的细胞越来越少。更糟糕的是，吸烟者体内剩余的干细胞也不能正常工作，它们增殖的能力减少了80%，它们参与再生的能力减少了近40%。除了吸烟对血管的直接损害外，干细胞数量和功能上的损害也有助于解释吸烟者患心血管和肺部疾病的风险增加。

即使自己不吸烟，附近的人吸烟也会让我们不安全，二手烟同样有害。即使是暴露在别人呼出的烟草烟雾中30分钟也足以影响我们的干细胞。毫不奇怪，空气污染也同样具有破坏性。研究人员发现，生活在严重空气污染地区的人们，暴露于细颗粒物也会降低他们血液中的内皮祖细胞数量。

酗酒也会杀死干细胞，酒精以多种方式影响干细胞。研究人员对每天喝酒的猴子进行了研究，它们循环系统中的干细胞比不喝酒的猴子多，但是，这些干细胞受到了损害，它们参与再生的能力也降低了。我们可以把它们想象成难以直线行走的醉酒的干细胞。胎儿酒精综合症是孕妇大量饮酒的一个灾难性的后果，发育中的胎儿会遭受永久性的脑损伤和生长异常。酒精对胎儿干细胞是有毒的，所以胎儿酒精综合症可能部分归因于干细胞的损伤。酗酒也给干细胞健康带来了另一个打击，它会降低一种叫做少突胶质细胞祖细胞的大脑干细胞的活性，而这种干细胞是制造新神经元所必需的。这种影响在大脑的海马区尤为明显，这是负责形成短期和长期记忆的脑区。当停止酗酒时，这种损害能够逆转。

我们可以通过减少接触空气污染、烟草和酒精来避免对干细胞的一些风险，但其它一些风险难以避免。例如，衰老无情地削弱了我们再生的能力，随着年龄的增长，骨髓中的干细胞会自然减少。随着时间的推移，不仅我们的干细胞储备会逐渐枯竭，而且剩余的干细胞也不如我们年轻时活跃。血液中的高胆固醇也会损害干细胞的功能，但是不是所有的胆固醇都一样。高密度脂蛋白胆固醇是“好”胆固醇，会减缓内皮祖细胞的程序性细胞死亡。增加高密度脂蛋白的饮食可以保护这些细胞。这对我们的健康是有好处的，因为内皮祖细胞可以帮助防止动脉粥样硬化，防止血管壁上减少血液流动的脂肪斑块的堆积，并修复血管内壁。干细胞的这种血管保护作用是高密度脂蛋白胆固醇被认为是“好”胆固醇的另一个原因。

慢性疾病也会对干细胞产生有害的影响。糖尿病是干细胞杀手，糖尿病患者的干细胞较少，而现存的干细胞也无法正常工作。高血糖是问题所在，暴露在高糖环境中的干细胞组织再生能力较低。它们不能正常繁殖，也不能很好地在体内活动。因此，它们无法正常参与新组织的形成。最重要的是，它们比正常干细胞分泌更少的生存因子。即使在没有糖尿病的正常健康成年人中，高血糖也会影响干细胞，这是另一个要注意糖摄入量的原因。

干细胞损伤在1型和2型糖尿病中均可见。1型糖尿病是一种身体自身免疫系统破坏了适当控制糖代谢所需的胰岛素产生的细胞的疾病。2型糖尿病也是血糖代谢的问题，但它不是由自身免疫攻击引起的，而是由于身体要么不能产生足够的胰岛素，要么对胰岛素的敏感性下降。纽约大学的一项研究表明，2型糖尿病患者内皮祖细胞的生长能力下降了近50%，如果血糖水平得不到控制，情况会更糟。当研究人员测试从糖尿病患者身上提取的内皮祖细胞在帮助血管形成方面的表现时，它们参与这一过程的可能性比非糖尿病的干细胞低2.5倍。荷兰一项研究1型糖尿病干细胞损伤的研究也发现了类似的损伤。

糖尿病是一种全球大流行病，影响全球超过4.22亿人，并导致每年160万人死亡，所以干细胞损伤是一个非常严重的问题。糖尿病是心脏病、中风、失明、肾衰竭、慢性伤口和下肢截肢造成残疾的主要潜在原因，这些都或多或少与功能失调的干细胞有关。任何保护或改善干细胞在糖尿病、高脂血症和衰老中的表现的方法都可能是救命稻草。

外周血管疾病是伴有动脉粥样硬化的一种严重疾病，常发生在长期的糖尿病之后。在这种情况下，严重的动脉粥样硬化性狭窄阻塞了腿部的氧气供应。这种情况会随着时间的推移而恶化，腿部肌肉、神经和皮肤的血流会越来越差。腿部的细胞因缺氧而最终死亡，导致皮肤破裂和被称为局部缺血性腿部溃疡的裂口。因为糖尿病患者的伤口愈合速度已经减慢，当糖尿病患者发生缺血性腿部溃疡时，很容易造成感染，导致坏疽。通常，为了挽救病人的生命，需要截肢。意大利帕多瓦大学的研究人员对2型糖尿病和外周血管疾病患者的血液循环干细胞进行了研究，并将其与没有糖尿病的健康受试者进行了比较。26名糖尿病性血管疾病患者的干细胞减少了47%，而干细胞最少的患者也有缺血性足溃疡，这反映了干细胞对伤口再生和修复的重要性。

良好的糖尿病管理对保护我们的再生防御系统绝对关键。更好地控制血糖会使干细胞更加健康；相反，糖尿病控制不力会严重损害干细胞的功能。改善血糖控制可以增加内皮祖细胞的数量和改善其功能。因此，如果患有糖尿病，请确保血糖的控制，这确实可以挽救你的生命。

促进干细胞的健康益处

我们的干细胞系统衰退时，我们的健康也会衰退。但是，当我们采取措施促进我们的干细胞，对我们健康的影响可以是积极的。德国的研究人员在《新英格兰医学杂志》上发表的一项研究显示，测量循环内皮祖细胞的基础水平可以预测一个人在接下来的12个月里是否会发生心脏病或中风，这一水平甚至可以预测这个人是否能在这些事件中存活。在这项特别的研究中，内皮祖细胞基础水平较高的人经历首次重大事件的风险降低了26%，死于心血管疾病的风险也降低了70%。

另一项具有里程碑意义的研究是来自瑞典的饮食与癌症研究，它也检查了干细胞水平与心血管疾病之间的联系。这项研究始于1991年，研究对象是一群中年参与者。在19年的时间里，研究人员通过定期抽血和对他们进行营养问卷调查来研究他们的健康与疾病的关系。研究人员在4742人身上测量了一种叫做干细胞因子的血液标志物。干细胞因子是在骨髓中产生的一种蛋白质，它滋养着储存的干细胞库。这种蛋白质也存在于血液中，在那里它指导着干细胞的活性，比如增殖、迁移以及分化。干细胞因子对健康的干细胞功能也至关重要。在这些参与者中,研究人员发现，与那些干细胞因子水平低的人相比，那些有高水平的干细胞因子的参与者心力衰竭的风险降低了50%，中风的风险降低了34%，死于这些原因的风险降低了32%。不出意料的是，研究还发现血液中干细胞因子水平最低的人往往是那些吸烟、酗酒或患有糖尿病的人，这清楚地表明生活方式、干细胞功能和慢性疾病风险之间存在密切联系。

在心血管系统中，干细胞具有独特的保护功能。内皮祖细胞不仅在器官再生中会促进新血管的形成，而且在现有血管的损伤修复中发挥重要作用。动脉粥样硬化会使我们的动脉硬化和变窄，增加患心脏病、中风、外周血管疾病甚至勃起功能障碍的风险。那些倾向于在动脉壁上形成的斑块会在血管内壁受损的地方生长，就像水管受损的部位容易生锈一样。

如果血管内壁上的损伤没有得到修复，就会有越来越多的斑块积累，最终堆积起来，从而缩小血管直径，阻止血液流动。内皮祖细胞就像一个细胞裁缝一样，可以修复血管内壁。因此，干细胞的损害会降低对抗动脉粥样硬化的再生防御。保持我们的干细胞健康可以降低动脉粥样硬化的风险，预防心血管疾病。

大脑干细胞的丢失与痴呆的发生有关。这些被称为少突胶质细胞祖细胞的干细胞可以再生和替代大脑中的神经元，随着衰老，对保持敏锐的心理功能至关重要。前面我们说过，这些干细胞也会受酗酒的影响。研究人员目前正致力于寻找支持和促进大脑干细胞治疗阿尔茨海默病的方法。另一种叫做小胶质细胞的特殊类型的脑细胞是由造血干细胞发育而来的。这些小胶质细胞负责清理大脑，清除阿尔茨海默病大脑中形成的杀死脑细胞的β-淀粉样蛋白斑块。来自我国华中科技大学的科学家们将一种叫做干细胞招募因子的蛋白质注射到阿尔茨海默病小鼠的大脑中，他们发现，这种蛋白质可以将骨髓中的造血干细胞招募到大脑中，然后变成小胶质细胞，改善疾病中积累的淀粉样蛋白碎片的清除。

再生并不仅仅依赖于先进的医疗技术，我们也可以通过饮食来启动我们身体的再生防御系统。饮食可以激活人体自身的干细胞，增强身体从内部再生和自愈的能力。这是一种全新的再生方法，不需要医生或注射干细胞。一些食物可以增强干细胞的活性并促进再生，而另一些食物则会损伤干细胞，使其丧失功能。减弱干细胞的活性显然不是一个理想的目标，除非它们是癌症干细胞，在这种情况下，这可能是救命的，有些食物也能做到这一点。无论我们是健康的，想要更健康和优雅地变老，还是有严重的慢性疾病，比如心脏病、阿尔茨海默病、糖尿病甚至癌症，我们或许可以通过饮食指导干细胞来帮助我们。那么，食物如何影响我们的干细胞以及我们如何利用饮食来改善我们的健康呢？且听下回分解！

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