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《為什么熊冬眠可以睡很久而人類卻不行?》冒個炮十萬個為什么動漫視界

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發(fā)布時間:2020年12月17日

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熊是一種典型的冬眠動物。對于熊來說,一年主要分為三個季節(jié):春至秋的享樂季節(jié);秋至冬的大吃特吃季節(jié);冬至春的睡覺季節(jié),因為時間延綿了整個冬天,所以這段時間又被稱為“冬眠”。一起冬眠嗎?不大小便那種;熊在冬眠期間,新陳代謝速度會減慢,它們的體溫會降至1℃到9℃。所有身體機能會大幅下降:呼吸很弱,心跳變慢,對外界刺激的敏感性下降。除此之外,還有一個很重要的點,那就是這段時間,它不會大便或小便。大小便可以排出含氮化合物,因為含氮化合物不能正常排出,熊的血液中非蛋白含氮量急劇上升。但奇怪的是,這并不會損害熊的腎臟或肝臟。要知道,如果人類血液中非蛋白含氮量超出正常值,就會出現(xiàn)一系列的健康問題。人體中血液的正常含氮量為20~25毫克/100毫升(全血)。其中尿素所含的氮最多,超出這個值說明你的腎可能有問題了。血液中非蛋白含氮量的測定是臨床上判斷腎功能的一項重要指標(biāo),當(dāng)腎功能衰竭的時候,血液中的非蛋白含氮化合物就會升高。這也是人類為什么不能冬眠的原因之一,因為代謝速率過慢,導(dǎo)致體內(nèi)的有害物質(zhì)積累過多。熊:我胖我健康,你行嗎?并且,熊還有一個神奇的地方。前文提到說,熊在冬眠開始前,會大吃特吃,變成一個大胖子。美國阿拉斯加卡特邁國家公園和自然保護區(qū)(Alaskas Katmai National Park)甚至還為熊舉辦了“胖熊周”活動,看看誰吃得最多,讓全世界的網(wǎng)友都可以參加投票,看誰才是最肥的崽。今年冠軍是熊435號Holly,它是一個妹紙。人類如果想冬眠就也得大吃大喝來囤積脂肪,但人要吃成Holly這樣的大胖子,可就出大事了。人類如果體重大幅增加時,脂肪、肝臟以及肌肉組織細(xì)胞對胰島素的敏感度會降低,進而胰島素水平升高。胰島素增加反過來又會阻止脂肪細(xì)胞的分解,從而形成惡性循環(huán),最終發(fā)展為胰島素抵抗。胰島素抵抗引起的血漿中高胰島素和高糖含量,則經(jīng)常會導(dǎo)致代謝綜合征、痛風(fēng)和2型糖尿病。這點上,熊就很讓人羨慕嫉妒恨了。科學(xué)家曾觀察過熊在冬眠前、冬眠中和冬眠后的血糖水平、胰島素水平、體重以及其它代謝指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)它們增重超過約45千克后,它們的細(xì)胞依然對胰島素敏感,血糖和胰島素水平也保持在穩(wěn)定。雖然在冬眠開始后,熊們會經(jīng)歷暫時的、季節(jié)性的胰島素抵抗期。但當(dāng)春天來臨時,一切就又完全恢復(fù)正常了。所以每年春天醒來,熊都不會因為冬眠而遇到健康問題,盡管剛起來有點昏昏沉沉的,但整體來說是健康的。簡單來說,它們在冬眠前中期雖然是一個胖子,但卻是一個健康的胖子。真是氣skr人!最后,春天熊冬眠醒來之后,除了脂肪差不多沒了,看起來瘦了些,肌肉基本沒變化,通過吃吃吃就又能恢復(fù)了。然而,如果一個人在床上躺太久,就會出現(xiàn)肌肉萎縮的問題。如果一個人一直躺著不動,肌肉會以每周10-15%的速度下降。當(dāng)然這種減少不會一直持續(xù)下去,直到和你一天的能量收支持平以后,就會停止。為何熊冬眠不出毛?。咳炕?!那為什么熊不會有這些冬眠帶來的毛病呢?華盛頓州立大學(xué)(Washington State University)的一組研究人員今年9月在《通信生物學(xué)》(Communications Biology)雜志上發(fā)表了一項研究,解釋了冬眠中的灰熊的細(xì)胞發(fā)生了什么。這所大學(xué)是美國唯一的灰熊研究中心(W.S.U. Bear Center),那共有11只熊,其中一些灰熊要么是被圈養(yǎng)的,要么是在野外被認(rèn)定為存活有問題的熊之后,被轉(zhuǎn)移進來的。研究人員在一年中共3次從6只圈養(yǎng)的灰熊的肝臟、脂肪和肌肉組織中提取樣本。然后在實驗室里,研究人員分析了樣本的DNA,以了解細(xì)胞在一年中發(fā)生的變化。研究發(fā)現(xiàn),冬眠對每個組織的細(xì)胞影響都是不同的。其中,熊的脂肪組織的基因表達(dá)差異性在冬眠期間最大,而肌肉組織幾乎沒有變化。并且發(fā)現(xiàn)即便是同一只熊的脂肪細(xì)胞,在一年的不同時間段,脂肪細(xì)胞中的大部分的基因也會改變它們的表達(dá)水平。要知道,研究人員之前觀察馬達(dá)加斯加矮狐猴冬眠時,它們的脂肪細(xì)胞中,只有幾百個基因會季節(jié)性地改變其表達(dá)水平。換言之,如果我們想通過基因編輯來獲得類似熊的冬眠能力,是一件很難的事,因為不是修改一兩個基因就可以搞定的……這些基因中,與胰島素信號傳導(dǎo)、肌肉蛋白降解和尿素生成的相關(guān)功能基因表達(dá)量減少,而與肌肉蛋白合成相關(guān)的基因表達(dá)增加。這也就解釋了為什么灰熊在冬眠期間能保持肝臟和腎臟的健康,并且還能夠肌肉不萎縮。說到底還是基因啊!雖說未來人類也許會用到冬眠的能力,比如星際旅行什么的,但那是未來的事,現(xiàn)階段想要完美控制人體細(xì)胞的新陳代謝,保持相對健康的水平,還是一件很難的事。所以還是趕緊在寒冷的冬日里早起搬磚吧。

  

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為什么熊冬眠可以睡很久而人類卻不行?天氣越來越冷了,很多動物要冬眠了,它們可以美美地睡上一冬天,羨慕吧?為什么動物可以冬眠?人類究竟能不能冬眠呢?對于怕冷人士而言,在寒冷的冬天窩在溫暖的被窩里美美地睡上一覺,這種情形實在是令人悠然神往,而倘若這一覺睡醒之后就已經(jīng)是春暖花開,那絕對是妙不可言??上У氖俏覀?nèi)祟惒]有這樣的本事,在地球所有的大型哺乳動物中,只有熊才可以做到一覺睡到春暖花開。熊是一種典型的冬眠動物。對于熊來說,一年主要分為三個季節(jié):春至秋的享樂季節(jié);秋至冬的大吃特吃季節(jié);冬至春的睡覺季節(jié),因為時間延綿了整個冬天,所以這段時間又被稱為"冬眠"。熊在冬眠期間,新陳代謝速度會減慢,它們的體溫會降至1℃到9℃。所有身體機能會大幅下降:呼吸很弱,心跳變慢,對外界刺激的敏感性下降。除此之外,還有一個很重要的點,那就是在冬眠這段時間,它不會大便或小便。大小便可以排出含氮化合物,因為含氮化合物不能正常排出,熊的血液中非蛋白含氮量急劇上升。但奇怪的是,這并不會損害熊的腎臟或肝臟。要知道,如果人類血液中非蛋白含氮量超出正常值,就會出現(xiàn)一系列的健康問題。人體中血液的正常含氮量為20~25毫克/100毫升(全血)。其中尿素所含的氮最多,超出這個值說明你的腎可能有問題了。血液中非蛋白含氮量的測定是臨床上判斷腎功能的一項重要指標(biāo),當(dāng)腎功能衰竭的時候,血液中的非蛋白含氮化合物就會升高。這也是人類為什么不能冬眠的原因之一,因為代謝速率過慢,導(dǎo)致體內(nèi)的有害物質(zhì)積累過多。熊在冬眠開始前,會大吃特吃來囤積脂肪,但是科學(xué)家曾觀察過熊在冬眠前、冬眠中和冬眠后的血糖水平、胰島素水平、體重以及其它代謝指標(biāo)。發(fā)現(xiàn)它們增重超過約45千克后,它們的細(xì)胞依然對胰島素敏感,血糖和胰島素水平也保持在穩(wěn)定。雖然在冬眠開始后,熊們會經(jīng)歷暫時的、季節(jié)性的胰島素抵抗期。但當(dāng)春天來臨時,一切就又完全恢復(fù)正常了。所以每年春天醒來,熊都不會因為冬眠而遇到健康問題,盡管剛起來有點昏昏沉沉的,脂肪差不多消耗完了,但整體來說是健康的。然而,如果一個人在床上躺太久,就會出現(xiàn)肌肉萎縮的問題。如果一個人一直躺著不動,肌肉會以每周10-15%的速度下降。當(dāng)然這種減少不會一直持續(xù)下去,直到和你一天的能量收支持平以后,就會停止。根據(jù)科研人員研究還發(fā)現(xiàn),熊的脂肪組織的基因表達(dá)差異性在冬眠期間最大,而肌肉組織幾乎沒有變化。并且發(fā)現(xiàn)即便是同一只熊的脂肪細(xì)胞,在一年的不同時間段,脂肪細(xì)胞中的大部分的基因也會改變它們的表達(dá)水平。這些基因中,與胰島素信號傳導(dǎo)、肌肉蛋白降解和尿素生成的相關(guān)功能基因表達(dá)量減少,而與肌肉蛋白合成相關(guān)的基因表達(dá)增加。這也就解釋了為什么灰熊在冬眠期間能保持肝臟和腎臟的健康,并且還能夠肌肉不萎縮。說到底熊可以冬眠還是因為具有這個強大基因?。游锒呤呛芟∷善匠5氖?,昆蟲可以冬眠,兩棲動物可以冬眠,像熊這樣的哺乳動物也可以冬眠。動物冬眠是自身的特點及生存環(huán)境的需要,綜合上述來看,高等動物——人并不具備冬眠的條件?,F(xiàn)階段想要完美控制人體細(xì)胞的新陳代謝,保持相對健康的水平來實現(xiàn)冬眠,還是一件很難的事。但是不難看出,熊的冬眠方式有很大的研究價值,研究一旦有所突破,我們?nèi)祟悓⑹芤娣藴\ 。

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