人类可否进入冬眠的状态

作者: 西村尚子

来源: 科学世界

发布日期: 2021-11-29 18:30:00

本文探讨了人类进入冬眠状态的可能性,介绍了松鼠的冬眠现象及其对人类医学和宇宙探索的潜在益处。文章还提到了日本研究者通过基因改造技术让小鼠和大鼠进入类似冬眠状态的实验,以及未来可能开发不需基因改造的药物来实现人体类冬眠状态的前景。

松鼠在5℃的洞穴里冬眠时,体温能降到10℃以下,心率和能量消耗等也会降低到平常1/50的水平。而且冬眠结束后,其身体的组织和功能等不会出现异常,可以自行恢复到正常状态。人类一直对这样的冬眠本领非常羡慕。如果能实现人工冬眠的话,不但可以帮助我们拓展宇宙旅行的边界,也可用于心肌梗死、中风等疾病的治疗中,减少因缺血导致的供氧不足对身体组织造成的损伤。

不过,此前的研究只是发现了冬眠与大脑的下丘脑相关,一直没能弄清楚冬眠的具体机制。2020年6月,来自日本的研究者取得了一项重要突破,让原本不需要冬眠的小鼠和大鼠暂时进入了类似冬眠的状态。研究者无意中发现,通过基因改造技术让小鼠对名为“CNO”的药剂产生反应,这种小鼠在注射CNO后,就会进入低体温、低代谢的状态。接下来,研究者确认位于下丘脑的特殊神经细胞群——Q神经会因CNO引起兴奋。

无论环境温度如何,Q神经兴奋的小鼠都会进入类冬眠状态,体温从通常状态下约37℃下降到约27℃。这种状态在注射CNO后会持续几天,结束后没有发现小鼠出现行动或身体组织上的异常。而在Q神经兴奋之后,信息传导到了什么神经环路、脑的什么部位引起了体温设定的变化等还不清楚。

不过,小鼠虽然没有冬眠的习惯,但是在低温下也会出现24小时内代谢水平降低的“短期休眠”。而大鼠既不会冬眠也不会短期休眠。于是,实验者又对大鼠开展了同样的实验,结果成功地让大鼠也进入了类冬眠状态。这意味着可能所有的哺乳动物都具有Q神经,人类也有进入类冬眠状态的可能性。只不过包括人类在内的大部分哺乳动物会因冬眠而让生活状况变得不利,所以Q神经被控制着不起作用。

当然,由于伦理方面的原因,无法对人体进行类似的基因改造。未来或许可以开发不用改造基因就能刺激相关神经细胞的药物,来实现人体的类冬眠状态。

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