人体的奥妙：细胞数量和细胞更新的速度

　　Part One人体的细胞数量

　　你知道一个成年人的人体有多少细胞吗？ 一个体重为70公斤的健康人，有30兆个细胞（30x1012）和46公斤的细胞质量（另外24公斤是由细胞外液体和固体）。其中约90%为血液细胞，血液细胞中，大部分为红细胞。

　　人体个体化差异非常大，包括体型、年龄和健康状况，估算人体细胞总数在1-100兆个（1012-1014），一般认为人体细胞总数约在30兆。 关节软骨关节软骨细胞总的细胞数约为3亿多（3.53x108），其中两个股骨髁、两个肱骨头和两个距骨软骨的估算细胞数分别为(1.49±0.46)x108、(1.23±0.35)x108、(8.06±1.56)x107。 胆道系统胆管系统的细胞总数约为19亿（19.06x108），其中胆囊上皮细胞总数约为(1.61±0.23)x108、肝外胆管上皮细胞约为(7.03±5.30)x107、胆管系统的平滑肌细胞约为(1.58±0.40)x109、间质Cajal样细胞数约为(4.94±0.05)x105、其他基质胆囊细胞(8.48±0.09)x106。 骨骼很难计算骨头的细胞数量，可以从重量入手，皮质和小梁组织的重量分别为77%和23%。通过重量、密度、面积来估算，50岁以下的男性的骨细胞的总数约为17亿（17.21x108），其中骨皮质层骨细胞为(1.10±0.24)x109、骨小梁骨细胞为(7.11±3.72)x108。 骨髓骨髓里面的细胞种类繁多，包括造血干细胞及其子代的血液细胞、间充质干细胞、成骨祖细胞、内皮祖细胞、脂肪细胞等。骨髓有核细胞的总数约为1.1x1010，估算骨髓总的细胞数为(7.53±2.18)x1011，即7千多亿。 肝脏肝脏细胞主要是肝细胞，其次是肝脏的Kupffer细胞（肝巨噬细胞）。肝细胞数量约为2千多亿（2.41x1011），Kupffer细胞的数量约为9.63x1010，所以肝脏细胞的总数约为3.61x1011。 神经系统估算神经细胞和胶质细胞的总数约为(3.00±0.66)x1012，即3兆。 胰腺大约由(1.89±0.50)x106个胰岛，每个胰岛有(1.56±0.02)x103个细胞，所以总的胰岛细胞数约为(2.95±0.78)x109个。 皮肤皮肤组织（表皮和真皮）总的细胞数为(2.03±0.30)x1012个，即2兆，其中真皮层细胞为(1.85±0.26)x1012个，其余细胞为表皮有核细胞、角细胞、郎格汉斯细胞、黑色素细胞等。 肠道每平方微米平均有13个小绒毛组织，每个小绒毛组织有1000±3.40个细胞，所以小绒毛组织的细胞数为1.35x1010个，加上肠道隐窝的细胞数为3.24x109个，总体估算肠道的细胞总数量(1.67±0.71)x1010个，即1百多亿。 肾上腺皮质和髓质区分别占腺体总体积的90%和10%。人体两个肾上腺的细胞总数约为(1.66±0.16)x1010个，即1百多亿。 血管血管主要计算血管内皮细胞数。人体所有血管连起来的长度约8千公里（8x109cm），相当于广州到北京的2个来回。总的内皮细胞数量为(2.54±1.05)x1012个，即2兆多。

　　人体各种类型的细胞所占的比例如下：

　　 Part Two细胞更新的速度 人体内的细胞，并不是永生的，同样存在生命周期；由细胞组成的组织器官，也同样在不断地更新，需要淘汰一些衰老的细胞，然后补充一些新鲜的细胞。也就是说，绝大部分细胞都存在细胞质量更新率。细胞更新的速度，基本上反映了细胞的寿命。然而，也有观点认为人体内大约0.5%的细胞不需要更新，比如大部分大脑神经元和眼球晶状体细胞。 将细胞质量更新率定义为单位时间内死亡（或脱落）的特定细胞群（最常见的是特定细胞类型）的细胞平均总质量。假设由平均寿命为τ天的n个细胞组成的细胞类型的特征细胞质量m，则该细胞类型的细胞质量更新率为μ=mn/τ。该定义仅涉及细胞的替换，而不涉及细胞内物质周转（例如肌肉或肝细胞中的蛋白质周转），并且不包括现有细胞生长所涉及的质量变化（例如，脂肪细胞的增大）。

　　健康人体每天的总细胞更新为80±20克（重量），血液细胞约占总细胞质量更新率的40%，因为它们的细胞质量相对较低。就细胞数量而言，每天约3千亿个更新的细胞，即（0.33±0.02)×1012，几乎都是血液细胞（86%）和肠上皮细胞（14%）。也就是说人体所有细胞中，每天有1%（0.3/30=1%）的细胞更新比例。 人体的红细胞、中性粒细胞和胃肠上皮细胞，约占人体所有细胞更新的96%。

　　不同的细胞类型，有不同的更新速度。更新速度最快（寿命最短）的是单核细胞，其次是胃上皮细胞，而脂肪细胞的更新非常慢。

　　由于脂肪细胞和肌肉细胞的寿命非常长，它们在总质量更新中仅占5%左右，尽管它们占总细胞质量的75%。 当然，在某些疾病下的不同细胞，细胞寿命会出现一些变化，例如，中性粒细胞寿命在损伤和炎症的情况下延长，贫血导致红细胞寿命缩短，银屑病导致表皮细胞寿命大幅缩短，肿瘤组织内的细胞更新更快。 简而言之，现代医学和生命科学对细胞的生命本质的了解尚浅，依然有很多关于人体生命的奥秘尚未揭秘。身体的健康是实现自然寿命的前提。但是，人体自然寿命的长度是多少？如何才能更好地保持健康和延长生命，从而接近自然寿命？这些疑问，都值得深入研究和探索。 

　　主要参考文献：

　　（1）Sender，Milo, The distribution of cellular turnover in the human body. Nat Med, 2021. 27(1): 45-48.

　　（2）Bianconi，Piovesan，Facchin,et al., An estimation of the number of cells in the human body. Ann Hum Biol,2013. 40(6): 463-471.