2017年7月27日木曜日

病理の話(104)

生命の定義についていろいろとおもしろいことを言う人というのがいる。いまだに頭に染みついて忘れられない定義は、(かなりテクニカルであるが)以下のようなものである。

「生命とは、局所的なエントロピーの減少を持続させている状態である」

これだと、日本の字で書いてあるけれども日本語とは思えないので、言い換える。

「自然界はそのまま放っておくと必ず乱雑になり、偏りがほぐれる。しかし、生命があるとそこだけは、秩序が保たれ、偏りが保たれる」

わかったようでわからない定義なので、さらにもう少し掘り進む。




「砂漠にごま塩」という表現がある。砂の上にごま塩を振ると、振った直後は、ああ、ここにごま塩が振られたんだなと見てわかる。淡い茶色の砂粒まみれの地面に、白と黒のごま塩が、「偏って」いるので、そこだけが特別なのだなあと気づくことができる。

しかし、5分、1時間、1日と時間が経つに連れて、風やら雨やらのせいで、ごま塩は少しずつ周りの砂と混じる。仮に、砂に指で丸を書いて、その中にごま塩を振っていたとしても、数日も経てばごま塩は丸を越えて周りに拡散してしまい、いずれはごま一粒、塩一粒が砂とまぎれて、もはやごま塩とは呼べない、ただの汚い砂地になる。

ごまや塩がそれぞれ消滅したわけではないのだが、ある程度のボリューム、ある程度の秩序で、ある程度の範囲に「偏って」置かれていなければ、それはもうごま塩とは呼べないのだ。

このように、「自然界では、時間が経つと乱雑さが必ず増していく」。これを、「エントロピーが増す(上昇する)」と呼ぶ。

エントロピーは増える。しかし、基本、減りはしない。

砂漠でごま塩がふたたび集合することがないように。

汚い部屋が、ある日突然自動的に整頓されることがないように。




しかし……。

たとえば砂の上に描いた丸が細胞膜だったら。

その細胞膜の中にごま塩……の代わりに、ナトリウムとかカリウム、カルシウムといったイオンを振り、あるいは酸素を振り、とやるとどうなるか。

細胞膜が、あるいは膜に囲まれた「細胞」が生きている限り、膜の中の「偏り」は保たれる。

不必要な塩を外に出したり、足りなかったごまを膜の外から中に取り込んだりしながら、細胞が一番よい環境になるように、「偏り」を保ち続ける。

必ずしも最初振ったごま塩……最初に投入したイオンや酸素ほかの栄養の割合を保つわけではないのだが、細胞にとって一番都合がよい「偏り」が保持される。

これを、「エントロピーが上昇しないまま、低く保たれる」と呼ぶ。砂漠のある一箇所に、毎日ごま塩がそうとわかる状態で集まっている。部屋がいつまでもきれいなままである。

これはすごいことなのだ。生命とはすごいことをしている。




生命がすごくあるために重要なのは、細胞膜だ。

細胞膜がどれだけきちんと機能しているかによって、細胞の中の「偏り」がきちんと保持されるかどうかが決まる。





病理医が細胞を見るとき、しばしば、「細胞膜」に注目する。細胞膜は脂質二重膜と呼ばれる特殊な構造をしており、様々なタンパク質や糖鎖が刺さりこんでいる。

細胞膜とは単なる境界線(面)ではない。おそらくは細胞の持つ構造の中でもトップレベルに複雑である。脂肪とタンパク質と糖が全て関与するというのはまさに「オールスター」状態。

脂肪、タンパク質、糖のうち、病理医がもっとも観察しやすいのはタンパク質だ。免疫染色という技術を使うことで、ある一種類のタンパク質だけをハイライトして、その存在や分布をチェックすることができる。病理医は、細胞膜を調べるときに、主にタンパク質を調べる。

細胞になんらかの異常があるとき、膜にも何かが起きている。

通常の細胞であれば、Aというタンパク質とBというタンパク質とCというタンパク質が刺さりこんでいるはずで……しかし、病気の細胞には、Dという特殊なタンパク質が刺さっていて……という具合だ。

「Dというタンパク質をハイライトする免疫染色を使って診断する」というのは、すなわち、「生命が正しく偏るために必要な細胞膜が、何かおかしいことになっていないかどうかチェックする」ということにつながる。

※細胞膜の働きは「偏りの調節」だけではない。特に多細胞生物であれば、「細胞同士のコミュニケーション」とか「細胞の居場所を決定する」とか「細胞の機能を調節する」など様々である。ただ、その話はまた別の機会に譲る。




砂漠に固まっているごま塩が、なぜかクレイジーソルトになっていた。何が起こっているんだ。どういうことなんだ。クレイジーソルトに含まれているハーブやスパイスを観察するのはとても大切であるが、同時に、砂漠に指で書いた丸をチェックしよう。お前、何やったんだよ。CD20というタンパク質が膜に異常に刺さりこんでいる。このやろう、悪性B細胞性リンパ腫じゃねぇか。

これが診断。

CD20が異常に刺さっている細胞というのは普通ありえない。だから、「膜に刺さりこんだCD20を認識して攻撃する薬を使おう」。

こんな治療もある(実際にあります)。




「ああ、治療の役に立つの? それなら役に立つねえ」

こんなことを言われることもある。役に立つと思って頂ければ何よりである。ただ、ぼくは、砂漠の砂に何かが起きてるぞ、なんなんだ、どうしてなんだ、それが役に立つかどうかはともかく、なぜこんなことが起こるんだ、そこんところにも興味があるので、まあ、役に立つとは言えない場面でも、細胞膜についてはなるべくチェックしておこうと思っているのである。