裸鼹鼠首开哺乳动物无氧存活先河

照片来源:托马斯·帕克/UIC

裸鼹鼠是实验室里的超级英雄。它们几乎没有衰老的迹象，对某些类型的疼痛有抵抗力，而且几乎从不患癌症。现在，科学家们发现了裸鼹鼠的另一个超级功能:这种动物在没有氧气的情况下可以存活超过18分钟。从本质上说，他们身体从使用一种“燃料”转换到使用另一种“燃料”的策略可能会导致人体对抗中风和心脏病发作的新方法。

加拿大汉密尔顿麦克马斯特大学的比较运动生理学家格兰特·麦克莱兰没有参与这项研究，他说:“这是哺乳动物的一个特殊专长。”

根据4月20日发表在美国科学杂志上的一项新研究，裸鼹鼠可以在无氧环境中存活18分钟。在人类几分钟内死亡的缺氧环境中，它可以存活至少5个小时。

裸鼹鼠是已知唯一能在缺氧和无氧条件下长时间存活的哺乳动物。揭开这个秘密可能有助于开发新的治疗缺氧相关疾病的方法，包括心脏病发作和中风。

除了裸鼹鼠，当包括人类在内的哺乳动物缺氧时，脑细胞会耗尽能量而死亡。然而，由芝加哥伊利诺伊大学的神经科学家托马斯·帕克和德国柏林马克斯·德尔吕克分子医学中心的生理学家加里·列文领导的联合研究小组发现，裸鼹鼠的脑细胞可以在无氧环境中开始燃烧果糖，并产生能量来维持生命。科学家以前只在植物中见过这种代谢模式。

列文说:“这使得裸鼹鼠能够在缺氧的情况下用果糖代替葡萄糖。”

换句话说，在低氧或无氧环境中，裸鼹鼠实际上变成了“植物”，不进行有氧呼吸，而是被果糖驱动和代谢，进入假死状态，脉搏和呼吸频率大大减慢，能量需求最小化。在那之后，只要它们再次暴露在空气中几秒钟，它们就会恢复正常呼吸而不会显示出任何持久的损伤。

研究表明，当裸鼹鼠在实验室中暴露在低氧环境中时，大量果糖进入它们的血液，通过一种以前只在哺乳动物肠细胞中发现的蛋白质被输送到脑细胞。

此外，裸鼹鼠在低氧环境下不会出现肺水肿，即肺积液，这是困扰高海拔地区登山者的常见问题。

裸鼹鼠的这些特征被认为是对地下洞穴长期缺氧生活的一种适应。与其他生活在地下的哺乳动物不同，裸鼹鼠生活在一个超级拥挤的环境中，周围挤满了数百只同伴，而洞穴很密且不通风，氧气消耗也更快。麦克莱兰说:“这是进化为相同或相似的环境挑战寻找不同解决方案的一个好例子。”

加州旧金山南部卡里克公司的生物学家罗谢尔·巴芬斯坦说:“我对这种葡萄糖-果糖转换非常着迷。”。她强调，“这是一个奇妙的世界，有一些疯狂的小动物。”

帕克说:“如果我们能激活人体内的果糖途径，我们就能显著延长人类细胞的时间跨度。”

"这篇论文让我非常兴奋。"巴芬斯坦说，“我期待看到接下来会发生什么。”

裸鼹鼠主要生活在非洲，是一种比普通老鼠小的哺乳动物，几乎没有体毛。早些时候，科学家发现这种冷血哺乳动物比其他啮齿动物多活几十年，而且几乎没有癌症，也不怕疼痛。(赵茜·Xi)

中国科学新闻(2017-04-25，第二版国际)

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