把自己努力喂胖之後,棕熊就會(hui) 開始長達數月的冬眠。冬眠結束後,熊除了肚子餓,身體(ti) 基本沒什麽(me) 大問題。

同一隻熊,十月份冬眠前的樣子(左),次年四月份冬眠結束後的樣子(右) | 圖片來源:WSU Bear Center
然而,對人而言,不管有多累,如果試圖睡那麽(me) 長時間,人的身體(ti) 就會(hui) 出現血栓、肌肉萎縮、骨質流失以及褥瘡等問題。別說連躺七個(ge) 月,就是連坐十幾個(ge) 小時的車或飛機,人的身體(ti) 都會(hui) 開始難受,得血栓的風險也會(hui) 隨之增大。
那麽(me) ,連躺幾個(ge) 月的熊為(wei) 什麽(me) 完全不用擔心血栓?它們(men) 究竟是怎麽(me) 辦到的呢?
一項研究發現,答案在於(yu) 一種特殊的蛋白質。冬眠的熊之所以可以靜止數月而安然無恙,是因為(wei) 它們(men) 產(chan) 生的一種有助於(yu) 血液凝固的蛋白質較少,因此不會(hui) 形成致命的血栓。
世界各地的科學家、醫生和獸(shou) 醫們(men) 都在探索動物的冬眠,並希望利用這些發現開發治療心血管疾病和其他人類疾病的藥物。一些太空機構和軍(jun) 方也在投入資金研究冬眠,好幫助宇航員更好地應對太空旅行,執行長期任務,或治療受傷(shang) 後無法活動的士兵。
給棕熊抽血
雖然研究的是棕熊冬眠的秘密,但在夏天,研究團隊就開始乘坐直升機飛在瑞典斯堪的納維亞(ya) 的上空尋找棕熊。
當一架敏捷的小型直升機降落在目標熊的上方時,聞風而動的棕熊隨即抬起頭來,用幾乎隱藏在毛發中的小眼睛看了看,然後就開始奔跑。在專(zhuan) 業(ye) 人員的操作下,麻醉槍射到熊身上,它隨即睡著了。之後,獸(shou) 醫會(hui) 衝(chong) 過去檢查熊是否被麻醉了,而幾百米外,另一組研究人員則焦急地等待著。
研究人員的時間很少,因為(wei) 麻醉持續大約一個(ge) 小時。得到確定的“OK”之後,他們(men) 立即按照預定的順序跪在毛茸茸的野獸(shou) 周圍開始取樣,所需的每個(ge) 樣本在幾分鍾內(nei) 就會(hui) 被采集、處理和冷凍。
一個(ge) 小時內(nei) ,任務就完成了,大家立即撤退,其中一名獸(shou) 醫會(hui) 給這隻熊一種解毒劑,這樣它就可以繼續去吃藍莓了。
**在得到的樣本中,最重要的當屬熊的血液。**由於(yu) 血細胞在體(ti) 外迅速退化,研究人員就把將離心機和其他實驗室設備從(cong) 德國運到瑞典的一所鄉(xiang) 村房屋。“如果你研究血液和血小板,你必須非常快,”研究項目中的一位心髒病專(zhuan) 家托比亞(ya) 斯·佩佐德(Tobias Petzold)說道。
研究團隊一共跟蹤了十幾隻棕熊,這些熊都佩戴著 GPS 項圈,這有助於(yu) 科學家們(men) 在冬天找到熊的洞穴。在森林裏,研究人員會(hui) 通過無線電測向天線和在電子設備的地圖上查看熊的位置。接著,一群來自德國、法國、丹麥、瑞典和挪威等國家的研究人員開始前往熊冬眠的洞穴。
在白雪皚皚的森林裏,徒步跋涉尋找冬眠的熊並給它抽血可不容易。“有時候,當我們(men) 到達時,熊會(hui) 醒來然後逃走。當你爬進熊的洞穴時,熊會(hui) 是一種頗具危險的動物。”參與(yu) 此項目的挪威內(nei) 陸應用科技大學(Inland Norway University of Applied Sciences)應用生態學教授喬(qiao) 恩·阿納姆(Jon Arnemo)說道。
人們(men) 會(hui) 將成功麻醉的棕熊從(cong) 洞穴裏拖出來,采集樣本。采集結束後,再將其小心翼翼地放回洞穴,繼續冬眠。而在接下來的夏天,他們(men) 會(hui) 追蹤同樣的熊並繼續采集血液樣本。
蛋白質“HSP47”夏多、冬少
研究團隊在這之前就發現,熊的血小板對於(yu) 血栓的形成至關(guan) 重要,在冬天不太可能粘在一起。現在,通過對比分析夏季和冬季的樣本,研究人員注意到了熊血液的季節性差異可以解釋為(wei) 什麽(me) 熊的血小板在冬天粘性較低。
答案的關(guan) 鍵在於(yu) 一種名為(wei) HSP47 的蛋白質——夏季時,它在熊的血液中含量豐(feng) 富,但在冬季幾乎消失了。
這種蛋白質出現在血小板表麵,可以幫助血細胞粘在一起。當傷(shang) 口形成血塊時,它們(men) 會(hui) 阻止身體(ti) 流血並幫助傷(shang) 口愈合。但是,當血液在靜脈內(nei) 凝固而不能自然溶解時,就可能形成致命的血栓。在這個(ge) 過程中,血小板上的 HSP47 會(hui) 激活中性粒細胞(一種白細胞),使它們(men) 形成一張“網”,捕獲蛋白質、病原體(ti) 和細胞,從(cong) 而導致血栓。

由於(yu) 冬眠的熊產(chan) 生的 HSP47 較少,它們(men) 的血液不太可能形成這些“網”,因此不會(hui) 輕易凝結形成血栓。 | 圖片來源:參考資料[3]
“通過仔細檢查(棕熊)血小板中的蛋白質,我們(men) 發現蛋白質 HSP47 在冬天幾乎不存在。當我們(men) 在小鼠身上去掉控製蛋白質 HSP47 合成的基因後,我們(men) 發現這些小鼠幾乎無法形成血栓”,對這群棕熊進行了十多年研究的瑞典厄勒布魯大學醫院的心髒病專(zhuan) 家奧勒·弗羅貝特(Ole Frøbert)說道。
“這一發現非常令人興(xing) 奮,因為(wei) 這對於(yu) 因缺乏活動而麵臨(lin) 血栓風險的人來說可能非常重要。”

圖片來源:參考資料[3]
這個(ge) 研究結果讓研究人員看到了開發抗血栓新藥的巨大前景。靜脈血栓栓塞主要包括深靜脈血栓和肺栓塞,是人類發病和死亡的主要原因。已經有幾種藥物被廣泛用於(yu) 預防血栓,但這些藥物的共同特征是它們(men) 都與(yu) 出血風險有關(guan) ,嚴(yan) 重時甚至可能危及生命。
通過研究棕熊冬眠的能力,不僅(jin) 有助於(yu) 我們(men) 開發出副作用較小的預防血栓藥物,還可能幫助人類解決(jue) 肥胖和超重的公共衛生問題。
或許有一天,我們(men) 還會(hui) 憑借熊冬眠的奧秘,實現科幻作品中的太空旅行。
參考文獻
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[9] WildSweden - wildlife adventures in Sweden. Retrieved from https://www.wildsweden.com/facts-about-bears-in-sweden
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來源丨把科學帶回家(id:steamforkids)
責編丨鍾豔平
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