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血栓的秘密被揭开了

把自己努力喂胖之后,棕熊就会开始长达数月的冬眠。冬眠结束后,熊除了肚子饿,身体基本没什么大问题。

然而,对人而言,不管有多累,如果试图睡那么长时间,人的身体就会出现血栓、肌肉萎缩、骨质流失以及褥疮等问题。别说连躺七个月,就是连坐十几个小时的车或飞机,人的身体都会开始难受,得血栓的风险也会随之增大。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 | health.harvard.edu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,执行长期任务,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飞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,闻风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、丹麦、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。

“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·弗罗贝特(Ole Frøbert)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风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风险有关,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。

 

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