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神经关上 冬眠不怕冷

科普小知识2022-05-18 12:42:54
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资料来源:格拉乔娃实验室

地松鼠和叙利亚仓鼠通常在冬天冬眠,但它们不会像不冬眠的老鼠一样感到寒冷。

美国研究人员发现,冬眠的啮齿动物进化出了“耐寒”神经元。当温度低于20摄氏度时,它们探测温度的能力就会下降。这种适应可能会在很长一段时间内降低他们的体温,但他们不会感觉到这些条件的压力,从而触发季节性睡眠。相关论文发表在12月19日的《细胞通讯》上。

“如果这些动物感到寒冷,它们就不能冬眠,因为感觉系统会告诉身体的其他部分先热身。”耶鲁大学的生理学家和神经学家埃琳娜·格拉乔娃说。"这样,它们可能无法生存。"

格拉乔娃实验室与学校的斯维亚托斯拉夫·巴格里扬采夫团队合作,发现地松鼠和叙利亚仓鼠独立发展了相似的冷抑制适应性。尽管所有啮齿动物的体细胞神经元都有冷受体,但在这两种冬眠动物中,这些受体的激活更为复杂。

为了比较冬眠动物和非冬眠动物的生物学特性,研究人员对地松鼠、仓鼠和老鼠进行了实验。他们把啮齿动物放在两个可以控制温度的盘子里:一个盘子大约30摄氏度,另一个盘子温度较低(温度从20摄氏度变化到0摄氏度)。它们可以在两个盘子之间移动。研究人员观察到,老鼠总是喜欢热菜,而地松鼠和仓鼠并不明显喜欢热菜,除非冷菜温度接近5摄氏度。

Gracheva和Bagriantsev将这种行为与这些啮齿动物神经元中的离子通道TRPM8联系起来。TRPM8的激活会引起冷的感觉。在地松鼠和仓鼠中,TRPM8对寒冷的敏感度低于老鼠。在小鼠中,当温度从30摄氏度下降到10摄氏度时,TRPM8的活性增加,但是对于地松鼠和仓鼠来说,即使低于20摄氏度,TRPM8也不会改变。

此外,格拉乔娃实验室正在研究这些动物在低温下的行为。接下来,该小组将研究冷敏感性的分子基础。"这个过程非常复杂,而TRPM8只是相关机制的一部分."格拉乔娃说。(唐毅宸)