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熊可以冬眠 人为什么不行?

2020-01-10 10:52:36

 

熊是一种典型的冬眠动物。对于熊来说,一年主要分为三个季节:春至秋是享乐季节;秋至冬是大吃特吃季节;冬至春是睡觉季节,因为时间绵延了整个冬天,这段时间又被称为“冬眠期”。

 

熊:我冬眠就不大小便,你行吗?

熊在冬眠期间,新陈代谢速度会减慢,它们的体温会降至1℃到9℃。所有身体机能都会大幅下降:呼吸变弱,心跳变慢,对外界刺激的敏感性也会下降。除此之外,还有很重要的一点,那就是这段时间,它不会大便或小便。

大小便可以排出含氮化合物。含氮化合物不能正常排出,熊的血液中非蛋白含氮量会急剧上升。但奇怪的是,这并不会损害熊的肾脏或肝脏。要知道,如果人类血液中非蛋白含氮量超出正常值,就会出现一系列的健康问题。人体中血液的正常含氮量为20-25毫克/100毫升(全血)。其中尿素所含的氮最多,超出这个值说明你的肾可能有问题了。血液中非蛋白含氮量的测定是临床上判断肾功能的一项重要指标,当肾功能衰竭的时候,血液中的非蛋白含氮化合物就会升高。这也是人类为什么不能冬眠的原因之一,因为代谢速率过慢,会导致体内的有害物质积累过多。

 

熊:我胖我健康,你行吗?

熊还有一个神奇的本事。在冬眠开始前,它们会大吃特吃,变成一个大胖子。

人类如果想冬眠,也得大吃大喝来囤积脂肪。但人要吃成这样的大胖子,就要出大事了。因为人类如果体重大幅增加,脂肪、肝脏以及肌肉组织细胞对胰岛素的敏感度便会降低,进而胰岛素水平升高。胰岛素增加,反过来又会阻止脂肪细胞的分解,从而形成恶性循环,最终发展为胰岛素抵抗。胰岛素抵抗引起的血浆中高胰岛素和高糖含量,则经常会导致代谢综合征、痛风和2型糖尿病。

在这点上,熊真的很让人羡慕嫉妒恨。科学家曾观察过熊在冬眠前、冬眠中和冬眠后的血糖水平、胰岛素水平、体重以及其他代谢指标。结果发现,它们增重超过约45千克后,其细胞依然对胰岛素很敏感,血糖和胰岛素水平也保持着稳定。虽然在冬眠开始后,熊们会经历暂时的、季节性的胰岛素抵抗期,但当春天来临,一切就又完全恢复正常了。

然而,如果一个人在床上躺太久,就会出现肌肉萎缩的问题。如果一个人一直躺着不动,肌肉量会以每周10%-15%的速度下降。当然这种减少不会一直持续下去,直到和你一天的能量收支持平以后就会停止。

 

为何熊冬眠不出毛病?全靠基因

美国华盛顿州立大学的一组研究人员今年9月在《通信生物学》杂志上发表了一项研究,解释了冬眠中的灰熊的细胞发生了什么。

这所大学是美国唯一的灰熊研究中心,那里共有11只熊,其中一些灰熊要么是被圈养的,要么是在野外被认定存活有问题后被转移进来的。研究人员在一年中分3次从6只圈养的灰熊的肝脏、脂肪和肌肉组织中提取样本,然后在实验室里分析了样本的DNA,以了解细胞在一年中发生的变化。

研究发现,冬眠对每个组织的细胞影响都是不同的。其中,熊的脂肪组织的基因表达差异性在冬眠期间最大,而肌肉组织几乎没有变化。他们还发现,即便是同一只熊的脂肪细胞,在一年的不同时间段,脂肪细胞中的大部分基因也会改变它们的表达水平。要知道,研究人员之前观察马达加斯加矮狐猴冬眠时,它们的脂肪细胞中只有几百个基因会季节性地改变其表达水平。换言之,如果我们想通过基因编辑来获得类似熊的冬眠能力,也是一件很难的事。因为这不是修改一两个基因就可以搞定的。

正是这些基因,在熊冬眠过程中,表现出与胰岛素信号传导、肌肉蛋白降解和尿素生成的相关功能基因表达量减少,而与肌肉蛋白合成相关的基因表达增加。这也就解释了为什么灰熊在冬眠期间能保持肝脏和肾脏的健康,并且还能够肌肉不萎缩。

(羊城晚报)

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