Turns Out There Is A Secret Ingredient Behind Camels Ability to Not Drink For Weeks

来源: ScienceAlert

骆驼能在数周内不喝水生存,研究表明,脱水时骆驼肾脏细胞膜中的胆固醇减少,有助于水分再吸收和尿液浓缩,避免水分流失。

骆驼有一种令人难以置信的能力,可以在数周内不喝一滴水而生存下来。现在,我们对帮助它们身体实现这一点的秘密成分有了更好的了解。我们已经知道,为了节省每一滴液体,骆驼有一系列生物学技巧——包括大而复杂的鼻子,它们可以抓住空气中的水分离开它们的身体,以及可以承受脱水的改良血液。

当水可用时,它们可以在几分钟内吞下数百升,然后慢慢吸收以避免渗透冲击;此外,它们的体温在31到41°C(87到105°F)之间波动,以减少出汗。当人类缺水时,我们的肾脏会换挡以尽可能多地保留水分。水被过滤到称为皮质的一个区域的管状结构中,然后流入另一个称为髓质的区域。在这里,溶解盐的离子被泵过膜以创造不平衡,迫使部分水返回血液,其余的则作为尿液带走废物。

骆驼的身体将这种水分再吸收发挥到极致,将尿液浓缩到我们无法达到的程度。在一项对阿拉伯骆驼(Camelus dromedarius)肾脏细胞中表达的基因进行的大规模研究中,一组研究人员比较了脱水的骆驼和最近喝饱水的骆驼的基因。

"我们在脱水和再水化动物的肾脏皮质和髓质中发现了数百个基因和蛋白质,它们与对照组相比显著改变,"布里斯托尔大学动物生理学家费尔南多·阿尔维拉·伊拉伊佐兹说。

许多在脱水骆驼中表达变化的基因似乎涉及抑制其肾脏细胞中的脂肪物质胆固醇。因此,阿尔维拉·伊拉伊佐兹和他的同事测量了脱水动物肾脏细胞膜中的胆固醇含量,并将其与对照组进行了比较。他们发现,脱水骆驼在这些肾脏细胞膜中的胆固醇确实比水化的少。此外,编码跨细胞膜运输离子和水通道的基因在脱水骆驼的肾脏细胞中也表达得更多。这些发现共同支持了研究小组的直觉,即脱水诱导的胆固醇抑制使骆驼能在其肾脏中保留更多水分。

"肾脏细胞膜中胆固醇含量的减少将促进溶质和水分在肾脏不同部分之间的移动——这一过程对于有效再吸收水分和产生高度浓缩的尿液是必要的,从而避免水分流失,"阿尔维拉·伊拉伊佐兹和分子神经内分泌学家本杰明·吉拉德解释说,他们也来自布里斯托尔大学。在我们的世界迅速变暖的情况下,能够忍受恶劣条件的家畜动物变得越来越重要。阿拉伯骆驼自3000多年前被驯化以来,已经支持了数百万人的生活。

它们在地球上几个干旱地区提供牛奶、肉类、衣物、运输和住所。"[多组学研究]在沙漠化和气候变化的背景下提供了非常有价值的信息,可以用来评估不同物种将如何适应其已经变化的环境,"阿尔维拉·伊拉伊佐兹说。研究人员现在正在对骆驼的大脑进行类似的分析,并计划研究其他干旱哺乳动物,如可爱的跳鼠,对严重脱水的基因表达反应。这项研究发表在《通讯生物学》上。

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