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人的内脏为什么不对称?

信息来源: 发布时间:2013-6-30

    外表上看上去左右对称的人体,内脏却不是左右对称的。大多数人心脏位置偏左,肝脏在右侧,胃和脾在左侧,右肺有三叶而左肺只有两叶。但有极少数的人的内脏的左右是相反的。胚胎发育时是如何判断左右的呢?科学家们在逐渐揭开胚胎发育时判断方向的谜团。

从对称发育成不对称

贝利的报告是第一份对于这种症状的详细描写,该症状尔后作为内脏逆位 (situs inversus) 渐渐为人所知,大概每两万人出现一例。贝利提出,如果医生们能够研究清楚这种奇怪的症状是如何形成的,那他们也将能得以理解我们的身体是如何区分左右的。

大约两个世纪过去了,人体内脏的左右生长之迷依旧令科学家们着迷。

“我知道什么靠左什么靠右,你知道什么靠左什么靠右,可是胚胎要怎么知道呢?” 英国医学研究理事会(Medical Research Council) 的发育生物学家多米尼克·P·诺里斯 (Dominic P. Norris) 这样问道。

如今诺里斯博士和其他科学家正着手解答这个问题。他们已经确切地找出了胚胎器官开始左右不对称发育的几个阶段。他们的研究除了能为我们解开这个古老的谜题以外,在相关领域或许还会有更多的建设。

导致内脏逆位的突变能引发包括先天性心脏缺陷等一系列严重病症。成功解读这些突变基因的作用效果或许能使许多相关症状的诊断和治疗成为可能。

“理解内脏发育的中轴是如何搭建起来的会为我们理解先天性心脏缺陷带来许多启发。” 普林斯顿的分子生物学家丽贝卡•伯丁 (Rebecca Burdine) 这样讲道。

我们的身体一开始是对称着发育的,左侧是右侧完美的镜像。“大约在六个星期左右人体内就会出现可观测到的左右不对称的迹象。”上个月刚刚在Open Biology期刊上发表了一篇关于左右不对称评论文章的新加坡分子与生物细胞研究院的苏蒂托•罗伊 (Sudipto Roy) 说。

心脏是第一个显现出可见不对称的器官。从简单的一个管状结构开始,它向左弯曲成环,再逐渐在两侧生长出不同的结构,形成泵血所需的心房心室与血管。

同时,其它器官也开始了移动。胃脏与肝脏分别顺时针地从胚胎的中线移开。大肠在其右侧生长出阑尾。右肺长出三片肺叶,左侧只长两片。

但这些可见的变化都是在胚胎发育出自己的左右差别相当一段时间之后才出现的。实验显示,在看着还是对称的时候,胚胎就开始向两侧生产不同的蛋白质了。

不完全内脏逆位的麻烦

在着眼于这些生物信号的同时,科学家们同样也在研究着那些或许与左右不对称信号被干扰有关的发育异常。

内脏逆位,贝利在1788年所描述的这种内脏完全反转的症状大概是此类发育异常中最有戏剧性,却又是最无害的。

“身体的对称轴完全反转的人可以很正常的生活,如果不是你的医生发现你心脏位置有误的话,不会有人会注意到。”伯丁博士这样讲道。

这种完全的逆位症状要相对安全,因为所有的器官相对还排列正常。“你可以看看镜子中自己,看着很正常,”诺里斯博士讲道,“你不会因为反着看自己,就觉得自己变得不像人类了。”

真正的危险在于不完全的内脏逆位。——“当内脏间变得混乱,彼此之间变得互不相配的时候,”诺里斯教授这样形容道。

最令人担心的情况就是心脏受到影响。“如果你把心脏放错了位置,而其它器官在正确的位置,”伯丁博士讲道,“那几乎一定是致命。”

在其它案例中,心脏正确地长在了身体的左侧,但心脏内部的结构——瓣膜与心房心室——长错了位置。这种症状未必是直接致命的,但在以后的生活中会变得危险,需要复杂的手术才能将心脏的结构修改回来。

伯丁博士希望这些关于内脏左右逆位的研究日后可以带来能预测不易察觉的心脏缺陷的遗传测试。她还看好尝试用干细胞重建受损心脏的应用。

“这将不光是制造‘正确的’细胞,”她说,还需要将这些细胞放置在生物体三维结构中正确的位置上,并且给予它们正确的信号,让它们向着正确的方向生长发育。

“而在这些信号当中,”她说,“左右方向的信号是其中之一。”


 

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