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裸鼴鼠首開哺乳動物無氧存活先河


    裸鼴鼠是實驗室里的超級英雄。它們幾乎沒有衰老的跡象,對某些類型的疼痛具有抵抗力,幾乎從來不得癌癥。如今,科學家又發現了裸鼴鼠的另一個超級功能:這種動物可以在沒有氧氣的情況下生存超過18分鐘。從本質上說,它們的身體從使用一種“燃料”切換到另一種“燃料”的策略可能帶來在人體中抗擊中風和心臟病發作的新方法。


    并未參與該項研究的加拿大漢密爾頓市麥克馬斯特大學比較運動生理學家Grant McClelland表示:“這是哺乳動物的一種特殊專長?!?

據美國《科學》雜志4月20日發表的一項新研究,在無氧環境下,裸鼴鼠能活18分鐘;而在人類幾分鐘就死亡的低氧環境中,它能活至少5個小時。

裸鼴鼠是迄今唯一已知能在低氧與無氧情況下長時間存活的哺乳動物。破解其中的秘密,或能幫助開發與缺氧相關病癥的新療法,包括心臟病發作和中風。


    除裸鼴鼠外,包括人類在內的哺乳動物缺氧時,腦細胞將耗盡能量死亡。但由美國芝加哥市伊利諾伊大學神經科學家Thomas Park和德國柏林市Max Delbruck分子醫學中心生理學家Gary Lewin率領的聯合科研小組發現,裸鼴鼠腦細胞能在無氧環境下開始燃燒果糖,產生能量繼續活下去,科學家此前只在植物中見過這種代謝方式。


    Lewin表示:“這使得裸鼴鼠在沒有氧氣的情況下,能夠用果糖代替葡萄糖?!?


    換言之,在低氧或無氧環境中,裸鼴鼠有效地變成了“植物”,不再進行有氧呼吸,而是由果糖驅動代謝,并進入假死狀態,脈搏和呼吸頻率大幅減緩,能量需求降至最低。此后,只要重新接觸空氣幾秒鐘,它們就會恢復正常呼吸,沒有顯示出任何持久傷害。


    研究顯示,當裸鼴鼠暴露于實驗室低氧條件中時,有大量果糖進入它們的血液中,這些果糖又通過一種此前只在哺乳動物腸細胞中發現的蛋白質轉運到腦細胞中。


    此外,裸鼴鼠在低氧環境下也不會得肺水腫,也就是肺部積液,這是在高海拔地區困擾登山者的一個常見問題。


    裸鼴鼠這些特征被認為是對長期地下洞穴貧氧生活的一種適應。與生活在地下的其他哺乳動物不同,裸鼴鼠生活在超級擁擠的環境中,與數百個同伴擁擠在一起,而洞穴密不通風,氧氣消耗速度較快。McClelland說:“這是一個很好的例子,表明進化對于相同或類似的環境挑戰找到了不同的解決方案?!?

    加利福尼亞州南舊金山卡里克公司生物學家Rochelle Buffenstein表示:“我迷上了這種葡萄糖—果糖開關?!彼龔娬{,“這是一個奇妙的世界,那里有一些瘋狂的小動物?!?

    Park則表示:“如果我們能夠激活人體的果糖路徑,則可以顯著延長人體細胞的時間跨度?!?

    “這篇論文讓我非常興奮?!盉uffenstein說,“我很期待看到接下來會發生什么?!?

    裸鼴鼠主要生活在非洲,是一種比普通鼠體型小、幾乎沒有體毛的哺乳動物。此前科學家發現,這種冷血哺乳動物要比其他嚙齒類動物多活幾十年,幾乎不會得癌癥,還不怕疼。

原文鏈接:

Naked mole rats can survive 18 minutes without oxygen. Here’s how they do it


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