冬眠动物的启示
作者:三联生活周刊(文 / 熊康)
20多年以来,独特的冬眠现象一直吸引着动物生理学家们。如今,人类医学家也对这种保证动物度过严冬的生物化学方法产生了兴趣—当然是出于治病救人的目的。
冬眠为使用新方法治疗中风提供了启示。在冬眠的几个月里,动物只能获得少量氧气供应,到达大脑的血液量降到90%。同样在能量和氧气奇缺的情况下,人的脑细胞只能存活几分钟,但动物的脑细胞竟能保持不死。它们虽然虚弱无力,但并无大碍。
这是因为冬眠时动物体内神经原的生物化学活动几乎下降为零,脑细胞中的合成蛋白含量降至最低水平,科学家发现,抑制新陈代谢的命令是由下丘脑的一个控制中心下达的,下丘脑是间脑的一部分,主管睡眠、生殖和体温。
一旦发现保证动物神经原不死的分子运动机制,为中风患者找到更好疗法的日子就不远了。“如果我们知道冬眠的动物是如何封闭自己以保证大脑不因饥饿而死的,我们或许会有办法防治大脑疾病”,波士顿的医学家凯·弗雷利克斯说。
动物在冬眠时体内储存了足够的维生素C,能保证在春天苏醒后安然度过危险的起始阶段。纽约大学医学中心的玛格丽特·赖斯发现,冬眠的欧黄鼠血液中的维生素含量相当于活跃时的4倍,连脑液和骨髓液里都有维生素的沉淀生成。动物苏醒后,体内的维生素含量便迅速降至正常值。当神经原经过长时间的静止重新开始工作时,在消耗氧气的同时会生成有害的、在化学上极具腐蚀性的自由原子团。包括维生素C在内的抗氧剂可保护从深度睡眠中醒来的动物不受新陈代谢产物的不利影响。医学家们由此断定,维生素C也可阻止中风患者脑细胞的大量死亡。
冬眠动物的其它特点也引起了医学家的注意。黑熊在冬眠期的5个月内不吃不喝,更令人吃惊的是,它的膀胱和肠子竟能在这么长的时间里一直处于静止状态。而人如果不排尿,几天后便会因尿中毒而死。
黑熊能够活下来全靠了一种再循环技巧:它的躯体虽仍在造尿,但尿液及其中所含的毒质却并不停留在膀胱之中,而是透过膀胱壁回到了身体各个组织之中,促成了蛋白质的再生。这些蛋白质可为冬天降生或处在哺乳期的幼兽提供母奶。医学家由此看到了治疗肾衰竭的希望。这种病是由肾无法从血液中滤出足够的尿素引起的,黑熊的再循环技术有望使患者免受人工透析之苦。
人如果长期不活动,骨骼大都会迅速变得疏松起来,因为主管骨骼分解的细胞相对于负责骨质再生的细胞占据了上风。卧床不起的病人半年之内会丧失全部骨质的1/4。相反,冬眠的黑熊却能神奇地避免骨骼的蒌缩。它通过生物化学方法对被冲进血液中的钙质加以重新利用,并从中再造出新的骨浆。多年来,医学家一直在找寻黑熊血液中能促进骨质再生的物质,一旦成功将会使数百万骨质疏松症患者长舒一口气,人年老之后骨骼脆裂的情况也不再会发生。
把这些对动物冬眠的认识用诸医学实践的路还很长。如今,医生们已懂得在做某些外科手术时把病人体温降低7个摄氏度,通过短暂的缺氧避免让病人失血过量或器官受伤。当然,这与冬眠动物相当于冰箱温度的体温相比还差得很远。不过,研究者至少借此批驳了一种广泛传播的认为冬眠即休养的错误观点,告诉人们冬眠不是什么休养,而是一个繁重的工作阶段。
冬眠动物的奇特表现为他们的论点提供了证据。冬眠过程中,许多动物会定期从死一样的僵硬状态下复苏,在几个小时之内使体温接近正常水平。研究者一开始以为,对动物来说这其实是个好机会,可以让它们排尿或是从长达几个月的饥饿中解脱出来。事实上它们却另有意图。它们渴望舒适的、真正的睡眠,在大多数情况下,经过极其短暂的清醒便会陷入深度的、旨在休养的瞌睡之中,以便为下一步的辛苦睡眠积聚能量—它们醒来是为了再度实实在在地入睡。
早在90年代初期,研究冬眠疗法的专家们就曾发表过一种怪论:“冬眠的意义等同于睡眠的被剥夺。”睡或不睡都一样难熬。 动物