把⾃⼰努⼒喂胖之后,棕熊就会开始⻓达数⽉的冬眠。冬眠结束后,熊除了肚⼦饿,身体基本没什么⼤问题。同⼀只熊,⼗⽉份冬眠前的样⼦(左),次年四⽉份冬眠结束后的样⼦(右)。然⽽,对⼈⽽⾔,不管有多累,如果试图睡那么⻓时间,⼈的身体就会出现⾎栓、肌⾁萎缩、⻣质流失以及褥疮等问题。那么,连躺⼏个⽉的熊为什么完全不⽤担⼼⾎栓?它们究竟是怎么办到的呢?
深静脉中的⾎栓形成后,有可能脱落变成栓⼦,栓⼦会随着⾎液流动到达肺动脉系统,进⽽阻塞肺⾎管,引起肺栓塞。去年4⽉的⼀项研究发现,答案在于⼀种特殊的蛋⽩质。冬眠的熊之所以可以静⽌数⽉⽽安然⽆恙,是因为它们产⽣的⼀种有助于⾎液凝固的蛋⽩质较少,因此不会形成致命的⾎栓。世界各地的科学家、医⽣和兽医们都在探索动物的冬眠,并希望利⽤这些发现开发治疗⼼⾎管疾病和其他⼈类疾病的药物。
⼀些太空机构和军⽅也在投⼊资⾦研究冬眠,好帮助宇航员更好地应对太空旅⾏,执⾏⻓期任务,或治疗受伤后⽆法活动的⼠兵。给棕熊抽⾎虽然研究的是棕熊冬眠的秘密,但在夏天,研究团队就开始乘坐直升机⻜在瑞典斯堪的纳维亚的上空寻找棕熊。当⼀架敏捷的⼩型直升机降落在⽬标熊的上⽅时,闻⻛⽽动的棕熊随即抬起头来,⽤⼏乎隐藏在⽑发中的⼩眼睛看了看,然后就开始奔跑。在专业⼈员的操作下,麻醉枪射到熊身上,它随即睡着了。
之后,兽医会冲过去检查熊是否被麻醉了,⽽⼏百⽶外,另⼀组研究⼈员则焦急地等待着。研究⼈员的时间很少,因为麻醉持续⼤约⼀个⼩时。得到确定的“OK”之后,他们⽴即按照预定的顺序跪在⽑茸茸的野兽周围开始取样,所需的每个样本在⼏分钟内就会被采集、处理和冷冻。⼀个⼩时内,任务就完成了,⼤家⽴即撤退,其中⼀名兽医会给这只熊⼀种解毒剂,这样它就可以继续去吃蓝莓了。在得到的样本中,最重要的当属熊的⾎液。
由于⾎细胞在体外迅速退化,研究⼈员就把将离⼼机和其他实验室设备从德国运到瑞典的⼀所乡村房屋。“如果你研究⾎液和⾎⼩板,你必须⾮常快,”研究项⽬中的⼀位⼼脏病专家托⽐亚斯·佩佐德(Tobias Petzold)说道。研究团队⼀共跟踪了⼗⼏只棕熊,这些熊都佩戴着GPS项圈,这有助于科学家们在冬天找到熊的洞⽳。在森林⾥,研究⼈员会通过⽆线电测向天线和在电⼦设备的地图上查看熊的位置。
接着,⼀群来⾃德国、法国、丹⻨、瑞典和挪威等国家的研究⼈员开始前往熊冬眠的洞⽳。在⽩雪皑皑的森林⾥,徒步跋涉寻找冬眠的熊并给它抽⾎可不容易。“有时候,当我们到达时,熊会醒来然后逃⾛。当你爬进熊的洞⽳时,熊会是⼀种颇具危险的动物。
”参与此项⽬的挪威内陆应⽤科技⼤学(Inland Norway University of Applied Sciences)应⽤⽣态学教授乔恩·阿纳姆(Jon Arnemo)说道。⼈们会将成功麻醉的棕熊从洞⽳⾥拖出来,采集样本。采集结束后,再将其⼩⼼翼翼地放回洞⽳,继续冬眠。⽽在接下来的夏天,他们会追踪同样的熊并继续采集⾎液样本。
蛋⽩质“HSP47”夏多、冬少研究团队在这之前就发现,熊的⾎⼩板对于⾎栓的形成⾄关重要,在冬天不太可能粘在⼀起。现在,通过对⽐分析夏季和冬季的样本,研究⼈员注意到了熊⾎液的季节性差异可以解释为什么熊的⾎⼩板在冬天粘性较低。答案的关键在于⼀种名为HSP47的蛋⽩质——夏季时,它在熊的⾎液中含量丰富,但在冬季⼏乎消失了。这种蛋⽩质出现在⾎⼩板表⾯,可以帮助⾎细胞粘在⼀起。
当伤⼝形成⾎块时,它们会阻⽌身体流⾎并帮助伤⼝愈合。但是,当⾎液在静脉内凝固⽽不能⾃然溶解时,就可能形成致命的⾎栓。在这个过程中,⾎⼩板上的HSP47会激活中性粒细胞(⼀种⽩细胞),使它们形成⼀张“⽹”,捕获蛋⽩质、病原体和细胞,从⽽导致⾎栓。由于冬眠的熊产⽣的HSP47较少,它们的⾎液不太可能形成这些“⽹”,因此不会轻易凝结形成⾎栓。
“通过仔细检查(棕熊)⾎⼩板中的蛋⽩质,我们发现蛋⽩质HSP47在冬天⼏乎不存在。当我们在⼩⿏身上去掉控制蛋⽩质HSP47合成的基因后,我们发现这些⼩⿏⼏乎⽆法形成⾎栓”,对这群棕熊进⾏了⼗多年研究的瑞典厄勒布鲁⼤学医院的⼼脏病专家奥勒·弗罗⻉特(Ole Fr?bert)说道。“这⼀发现⾮常令⼈兴奋,因为这对于因缺乏活动⽽⾯临⾎栓⻛险的⼈来说可能⾮常重要。
”这个研究结果让研究⼈员看到了开发抗⾎栓新药的巨⼤前景。静脉⾎栓栓塞主要包括深静脉⾎栓和肺栓塞,是⼈类发病和死亡的主要原因。已经有⼏种药物被⼴泛⽤于预防⾎栓,但这些药物的共同特征是它们都与出⾎⻛险有关,严重时甚⾄可能危及⽣命。通过研究棕熊冬眠的能⼒,不仅有助于我们开发出副作⽤较⼩的预防⾎栓药物,还可能帮助⼈类解决肥胖和超重的公共卫⽣问题。
或许有⼀天,我们还会凭借熊冬眠的奥秘,实现科幻作品中的太空旅⾏。