在尺寸和數量上了解你的身體細胞

一項新的研究表明,細胞型別越大,在體內就越稀有,反之亦然

A series of Voronoi diagrams shows mass of body systems and breakdown by cell class.

妮卡·福特和珍·克里斯蒂安森

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我們世界的許多方面,從動物王國中生物的體重到全球城市的 население,都遵循著一種有趣的數學模式。這條規則被稱為齊普夫定律,它指出,當某物的尺寸翻倍時,該事物變得大約只有原來一半那麼常見。研究人員想知道這條定律是否適用於人體。麥吉爾大學的生態學家伊恩·A·哈頓、獨立研究員傑弗裡·A·尚德和他們的同事們收集了關於人體細胞體積和頻率的資料,並尋找這種模式。結果證明,這條定律是成立的。

哈頓說:“當你把細胞的體積翻倍時,這種尺寸的細胞的頻率就會減半。”微小的、無核的紅細胞是我們體內最常見的細胞,而相對巨大的手臂和腿部肌肉細胞則最為稀少。研究人員說,能夠利用細胞的大小來估計其在體內的頻率,可能有助於醫生更好地瞭解某些身體系統和難以計數的細胞型別。例如,該研究表明,被稱為淋巴細胞的免疫細胞比生物學家意識到的要常見得多。

致謝:妮卡·福特(插圖)和珍·克里斯蒂安森(圖表);伊恩·A·哈頓等人撰寫的《人體細胞計數和尺寸分佈》,刊登於《美國國家科學院院刊》第120卷;2023年9月(資料


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人體中按細胞類別劃分的細胞數量和總質量

(針對60公斤的女性體型計算。)這兩條線顯示了按數量(在體內的頻率)以及它們在體內總生物量中所佔比例的細胞等級。兩者之間的差異源於最常見的細胞通常非常小,因此僅貢獻少量生物量,而質量較大的細胞雖然相對不常見,但卻構成了我們體重的大部分。總細胞質量不等於總體重,因為身體還包含大量的水。

致謝:珍·克里斯蒂安森;伊恩·A·哈頓等人撰寫的《人體細胞計數和尺寸分佈》,刊登於《美國國家科學院院刊》第120卷;2023年9月(資料

身體系統的質量

(針對60公斤的女性體型計算。)人體中不同的系統佔我們總生物量的不同比例。最大的系統,皮膚和脂肪組織,主要由皮膚和脂肪組成。

致謝:妮卡·福特(插圖)和珍·克里斯蒂安森(圖表);伊恩·A·哈頓等人撰寫的《人體細胞計數和尺寸分佈》,刊登於《美國國家科學院院刊》第120卷;2023年9月(資料

克拉拉·莫斯科維茨《大眾科學》的高階編輯,她在那裡負責報道天文學、太空、物理學和數學。她在《大眾科學》工作了十年;此前她曾在Space.com工作。莫斯科維茨曾對火箭發射、太空梭升空和著陸、亞軌道太空飛行訓練、山頂天文臺等進行現場報道。她擁有衛斯理大學天文學和物理學學士學位以及加州大學聖克魯茲分校科學傳播專業的碩士學位。

更多作者:克拉拉·莫斯科維茨

珍·克里斯蒂安森《構建科學圖形:透過圖表和視覺化傳達科學的圖解指南》(CRC Press)一書的作者,也是《大眾科學》的高階圖形編輯,她在那裡負責藝術指導和製作圖解說明圖和資料視覺化。1996年,她在紐約市的《大眾科學》開始了她的出版職業生涯。隨後,她搬到華盛頓特區,加入了《國家地理》的工作人員(最初是助理藝術總監-研究員的混合角色,然後是設計師),花了四年時間擔任自由科學傳播者,並於2007年回到《大眾科學》。克里斯蒂安森就各種主題進行演講和寫作,從調和她對藝術和科學的熱愛,到她探索更多關於歡樂分隊專輯《未知樂趣》封面上脈衝星圖表的知識。她擁有加州大學聖克魯茲分校科學傳播專業的碩士證書,以及史密斯學院地質學和工作室藝術專業的文學學士學位。在Bluesky上關注克里斯蒂安森 @jenchristiansen.com

更多作者:珍·克里斯蒂安森

妮卡·福特是一位認證醫學插畫家,她為科學研究、期刊出版物、醫學教育和患者教育材料創作教學插圖和3D視覺化作品。她的作品可以在www.enlightvisuals.com找到。

更多作者:妮卡·福特
大眾科學雜誌 第330卷 第1期本文最初以“按計數和尺寸排列的細胞”為標題發表於《大眾科學雜誌》第330卷第1期(),第94頁
doi:10.1038/scientificamerican0124-94
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