神奇的眼睛水晶体

    眼球中的水晶体是生物学上的奇迹，它集密度、弹性、透明于一身，是人体上惟一透明的组织(角膜虽然也是透明的，但它只是一层胶状结构，而非细胞掏成的组织)。只要它稍微不透明，我们的视觉世界就会变得像哈哈镜一般，充满变形而模糊的光影;如果它有些许颜色，便会吸光，使我们看不见某些颜色。

    透明并不容易达到，因为细胞中有被称为“胞器”的内部构造，每个构造都有各自的折射率，当光线穿越折射率不同的区域时，便会发生散射而造成某种程度的不透明。再者，有些细胞还会吸收某些光波而产生颜色。例如：红细胞中的血红素，其独特的红色便是由血色素造成的;器官与肌肉由于有血液供应，基本上也是红色。另外，不少细胞(尤其是头发与皮肤细胞)都含有黑色素。

    眼球中的水晶体既没有黑色素也没有血液供应，不过只是如此还不足以透明，就像软骨，既没有黑包素也无血液供应，同时也没有颜色，但它顶多只是半透明。这是因为几乎所有的组织、细胞或纤维都以不同的角度排列，造成折射率的不同，使得光线通过时发生散射。而水晶体则是由约1000层完全透明的活细胞组成，而且所有细胞都精确地同向排列。

    胎儿时期，由于细胞形成的水晶体细胞有胞器，但这些胞器在发育早期便启动了自我摧毁程序，变成了中空但能续存的细胞，以让可见光通过(成年时期，周期性形成的新细胞也会进行相同程序)。剩下的细胞质是极浓稠的“晶状蛋白质”溶液。虽然水晶体常被形容为“像结晶一样”，但这并非化学上的定义。水晶体其实是“生物性的晶体”，也就是说它的细胞有着非常规则的排列。这些细胞内都有晶状蛋白质这种大分子，它们形成仲晶排列的复合体。这种结构使细胞质在光学上十分均质，折射率在细胞内与细胞间都不会改变。

    值得一提的是，水晶体细胞通过胞器控制自杀的过程是一种独特的能力，但这种自我毁坏却预示着严重的后果，即失去细胞核，合成新物质的遗传程序也就消失，成热的水晶体细胞便无法像其他细胞一样再生或自我修复。修复损伤是生物系统最主要的优点。组成人类细胞的分子的半生期通常是几分钟到数天;构成我们身体的所有分子在大约6个月的时间内有90%完全更新。然而，水晶体细胞的工作却必须终其人的一生。

    由于水晶体细胞缺乏修复机制，所以面对某些问题时便显得十分脆弱。例如，严重脱水会造成晶状蛋白质沉淀，使细胞碎成一堆，这便是白内障。经常暴露于高度活性分子(如氧自由基)或紫外线辐射，或因糖尿病而长年处于高血糖状态，也会导致许多人罹患白内障，不得不求助于白内障手术。人年老后水晶体的白内障还容易变黄，这是因为吸收蓝、绿光的蛋白质逐渐累积，这些光无法到达视网膜，使得水晶体呈现黄或褐色，人所看到的世界便改变了。法国印象派画家莫奈晚期的作品满是黄包、红色与褐色，那些印象派传世佳作并非出于他的刻意，而是由于白内障使他视线模糊、水晶体变黄而改变了颜色感知的缘故。据了解，在65岁以上的人群中，约半数的人有这种视线受阻的问题。目前惟一的治疗方式是通过手术摘除水晶体，并置入人工移植物。尽管如此，很多病人还是会出现并发症，需要进行第二次手术。任何手术都是一种负担，如果能了解水晶体细胞是如何变成透明并继续维持，或许可以找到防止白内障的方法。

    从另外一个角度看，人类对于水晶体如何严密控制细胞自杀如能有更进一步的了解，除了能帮助自身维护视力，还可以为治疗因细胞过度死亡或不当而导致的病症，其中包括帕金森氏症、阿兹海默症，以及慢性感染(如艾滋病等)提供一些参考。

    还有一个有趣的问题是，既然水晶体细胞没有血液供应、结缔组织、神经组织，也没有胞器，那么它们还能算是活的吗?答案是：视“活着”的定义为何而异。许多生物虽然没有血液供应，但是仍然在地球上繁衍着;人类的软骨没有血液，但任何一位生物学家都不会否认它是活的。如果“活着”是指一个细胞要有代谢，那么水晶体细胞便是活的，尽管它只是以最低的限度活着。虽然它没有制造能量的线粒体，但是某些养分与其他分子仍可通过渗透作用，通过一个个细胞从水晶体的最外层慢慢地往内传送。

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