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人體有多少細胞?這數目比銀河系恆星還多!—《知識大圖解》

知識大圖解_96
・2017/02/08 ・537字 ・閱讀時間約 1 分鐘 ・SR值 510 ・六年級

最新的科學研究顯示,人體內平均有 37.2 兆個細胞。這個數字到底有多大呢?這麼說吧,整個銀河系的恆星數量可能「只有」約 1000 億顆。就算你有辦法把每個細胞單獨分離出來,大概也需要超過 100 萬年的時間才能把它們全數過一遍。但這個天文數字究竟是如何被計算出來的呢?

由義大利、希臘和西班牙共同組成的研究團隊,以系統性的方式估算出人體的細胞數。他們把不同類型的細胞分別計算,並盡量從研究論文中蒐集到最多的資訊,以估計人體各器官與系統的平均細胞量,最後再把數量加總,才得出 37.2 兆這個龐大的數字。

人體約有 32.7 兆個細胞。圖/《知識大圖解》第 28 期(2017 年 1 月號)
圖/《知識大圖解》第 28 期,2017 年 1 月號

計算人體的細胞數看似沒什麼意義;但這其實對許多領域都有實際的應用價值。例如在建立人體電腦模型時,細胞數量越精確,準確性也就越高。另外,這也能幫助科學家找出病灶,並嘗試各種可能的療法。拿病人器官的細胞數量和正常人比較,也可能有助於醫師診斷病因。


《知識大圖解》201701 封面

 

本文摘自《How It Works 知識大圖解 國際中文版》第 28 期(2017 年 1 月號)

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為什麼吃甜的會蛀牙?——《生活中的東西都可以寫成化學式》

快樂文化
・2022/05/09 ・1404字 ・閱讀時間約 2 分鐘

來談談我們的敵人——蛀牙。

蛀牙的化學物語

導致蛀牙的主要原因有兩個。前面提過的蛀牙菌是其中一個因素,而蛀牙菌具體的名稱為「轉糖鏈球菌」,據說這種細菌常在孩童約三歲以前經由大人傳染,原因包括使用父母用過的筷子和湯匙,或輪流喝飲料等;另一個因素就是食物中所含的糖分,主要成分為「蔗糖」。

這兩個因素結合在一起時,就會發生以下情況:首先,轉糖鏈球菌利用蔗糖製造一種稱為「葡聚糖」的分子。葡聚糖的化學式為(C6H10O5)n,後面會再詳細說明。葡聚糖附著在牙齒表面,會成為轉糖鏈球菌的棲息地。此外,口腔中的其他細菌(根據統計,口腔中的細菌有 600 多種)也會混入其中。

這些附著在牙齒上的組合物稱為「牙菌斑」,有時也被稱為「齒垢」或「生物膜」(biofilm,又稱菌膜)。你可能在牙膏等的廣告中有聽過這些名詞。

之後,獲得棲息地的轉糖鏈球菌會產生大量的「酸」,引發去礦質作用,最終導致蛀牙。這個過程如下列所示。

轉糖鏈球菌生活在溫暖的葡聚糖裡,並分解出乳酸;事實上它們也會分解出醋酸,及一種稱為甲酸(HCOOH)的酸,但乳酸所佔的比例較高。這些酸會引發強烈的去礦質作用,溶解牙齒並造成蛀牙。

在這種情況發生前,必須好好刷牙,以澈底清除黏附在牙齒上的牙菌斑(葡聚糖+細菌)!即使是漱口,具黏性的牙菌斑也不易脫落,最有效的方法還是好好刷牙。而牙膏中含有研磨劑(可幫助去除汙垢的顆粒),能有效去除黏黏的牙菌斑。

不易蛀牙的甜食

上個單元我們說明了糖是如何引起蛀牙的。事實上也有一些分子的味道就和糖一樣甜,但卻不太容易引起蛀牙,其中最有名的分子之一就是「木糖醇」,你可能有聽過加了木糖醇的口香糖吧!這個分子的化學式為 C5H12O5,詳細的結構如下圖。

為什麼木糖醇味道甜甜的,卻不容易引起蛀牙呢?在回答這個問題前,我們先回想一下為什麼蔗糖(糖)會導致蛀牙。蔗糖是轉糖鏈球菌用來製造葡聚糖的材料,而反應過程中產生的果糖,會被轉糖鏈球菌做為養分來源,並分解出乳酸分子。

那木糖醇呢?首先木糖醇不像蔗糖是製造葡聚糖的材料,另外轉糖鏈球菌不會把木糖醇當成養分來源,所以也不會分解出乳酸。因此它們的味道雖然很甜,但卻不容易引起蛀牙。

這裡出現了一個問題。木糖醇和蔗糖的結構看來截然不同,但為什麼味道也是甜甜的呢?若像下圖一樣,稍微改變一下木糖醇的畫法,就會發現它的結構與構成蔗糖的葡萄糖和果糖很像,具有許多羥基這點也非常相似。

——本文摘自《生活中的東西都可以寫成化學式》,2021 年 11 月,快樂文化


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