熊可以冬眠,，人为什么不行.pdf

熊可以冬眠人为什么不行苏澄宇熊是一种典型的冬眠动物。对熊来说一年主要分为三个季节：春至秋是享乐季节;秋至冬是大吃特吃季节;冬至春是睡觉季节因为这段时期绵延了整个冬天所以又被称为“冬眠期”。熊：我冬眠就不需要大小便你行吗？熊在冬眠期间新陈代谢速度会变慢它们的体温会降至1℃到9℃。所有身体机能都会大幅减退：呼吸变弱心跳变慢对外界刺激的敏感度也会下降。除此之外还有一个很重要的特征那就是在这段时间内它们不需要大小便。大小便可以排出含氮化合物。含氮化合物不能正常排出熊的血液中非蛋白含氮量会急剧上升。但奇怪的是这并不会损害熊的肾脏或肝脏。要知道如果人类血液中非蛋白含氮量超出正常值就会出现一系列的健康问题。人体中血液的正常含氮量为0.2mg/ml～0.25mg/ml（全血）其中尿素所含的氮最多若超出这个值说明你的肾可能出问题了。血液中非蛋白含氮量的测定是临床上判断肾功能的一项重要指标当肾功能衰竭的时候血液中的非蛋白含氮化合物就会升高。这也是为什么人类不能冬眠的原因之一因为代谢速率过慢会导致体内的有害物质堆积过多。熊：我胖我健康你行吗？熊还有一个神奇的本事。在冬眠开始前它们会大吃特吃吃成一个大胖子。美国阿拉斯加卡特迈国家公园和自然保护区甚至还为熊举办了“胖熊周”活动看看哪头熊吃得最多全世界的网友都可以参加投票。2019年的冠军是435号Holly它是一个“妹纸”（雌性）。人类如果想冬眠也得靠大吃大喝来囤积脂肪。但人要吃成这样的大胖子就要出大事了。因为人类的体重如果大幅增加脂肪、肝脏以及肌肉组织细胞对胰岛素的敏感度便会降低胰岛素水平进而升高。胰岛素增加反过来又会阻止脂肪细胞的分解从而形成恶性循环最终发展为胰岛素抵抗。胰岛素抵抗引起的血浆中高胰岛素和高糖含量则经常会导致代谢综合征、痛风和2型糖尿病。在这点上熊真的很让人“羡慕、嫉妒、恨”。科学家曾观察过熊在冬眠前、冬眠中和冬眠后的血糖水平、胰岛素水平、体重以及其他代谢指标。结果发现它们增重超过45kg后其细胞依然对胰岛素很敏感血糖和胰岛素水平也保持着稳定。虽然在冬眠开始后熊会经历暂时的、季节性的胰岛素抵抗期但当春天来临一切又会恢复正常。所以每年春天从冬眠中醒来的熊都不会因为冬眠而出现健康问题尽管刚醒来时它们会有点昏昏沉沉的但整体来说还是健康的。简单来说它们在冬眠的前期和中期虽然是胖子却是健康的胖子。熊在春天冬眠醒来后全身的脂肪差不多耗没了但只是看起来瘦了些肌肉含量基本没有变化经过一番大吃大喝就能恢复正常体态了。然而如果一个人在床上躺得太久就会出现肌肉萎缩的问题。如果一个人一直躺着不动肌肉量会以每周10%～15%的速度减少。当然这种减少不会一直持续直到和人一天摄取的能量“收支持平”以后就会停止。为何熊冬眠不出毛病？全靠基因为什么熊冬眠这么久也不会有毛病呢？美国华盛顿州立大学的一组研究人员2019年9月在《通信生物学》杂志上发表了一篇研究报告解释了冬眠中的灰熊的细胞发生了什么变化。研究发现冬眠对每个组织的细胞影响都是不同的。其中熊的脂肪组织的基因表达差异性在冬眠期间最大而肌肉组织几乎没有变化。他们还发现即便是同一只熊的脂肪细胞在一年的不同时间段脂肪细胞中的大部分基因也会改变它们的表达水平。换言之如果我们想通过基因编辑来获得类似熊的冬眠能力也是一件很难的事。因为这不是修改一两个基因就可以搞定的。正是这些基因在熊的冬眠過程中表现出与胰岛素信号传导、肌肉蛋白降解和尿素生成的相关功能的基因表达量减少而与肌肉蛋白合成相关的基因表达量增加。这也就解释了为什么灰熊在冬眠期间能保持肝脏和肾脏的健康并且肌肉还能不萎缩。未来人类也许会需要“冬眠”比如星际旅行什么的但现阶段想要完美地控制人体细胞的新陈代谢保持相对健康的水平还是一件很难的事。