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PNAS:蟒蛇和优秀运动员一样,擅长健康的心脏生长
【字体: 大 中 小 】 时间:2024年08月23日 来源:AAAS
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在蟒蛇吞食大量猎物后的最初24小时内,它的心脏会变得更大、更柔软、更强壮,新陈代谢速度也会加快40倍。科罗拉多大学博尔德分校的一项新研究描述了这一非凡的过程,它可能会激发心脏病和代谢紊乱的新疗法。
在蟒蛇吞食大量猎物后的最初24小时内,它的心脏长了25%,心脏组织急剧软化,心脏挤压得越来越厉害,脉搏增加了一倍以上。与此同时,大量的特殊基因开始发挥作用,帮助蛇的新陈代谢提高40倍。两周后,在它的盛宴被消化后,所有的系统都恢复正常——它的心脏仍然比以前稍微大一点,甚至更强壮。
科罗拉多大学博尔德分校的研究人员本周在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上描述了这一非凡的过程,最终可能会激发出一种新的治疗方法,用于治疗一种常见的人类心脏病,即心脏组织变硬,以及许多其他现代疾病,这些巨蛇似乎奇迹般地抵抗了这些疾病。
科罗拉多大学博尔德分校分子、细胞和发育生物学教授、生物前沿研究所首席科学官、资深作者Leslie Leinwand说:“蟒蛇在野外可以几个月甚至一年不吃东西,然后吃掉比自己体重还大的东西,但它们没有什么不好的事情发生。我们相信它们拥有保护心脏免受对人类有害事物侵害的机制。这项研究对找出这些因素有很大帮助。”
Leinwand在近20年前开始研究蟒蛇,她的实验室仍然是世界上为数不多的研究蟒蛇的实验室之一,她希望通过这种狭窄的无毒爬行动物来寻找改善人类健康的线索。
根据种类的不同,蟒蛇的体长可达20英尺,通常生活在非洲、南亚和澳大利亚资源匮乏的地区。它们禁食很长时间,但当它们有机会吃东西时,它们可以吞下一整只鹿。
“大多数使用动物模型来研究疾病和健康的人通常关注的是大鼠和小鼠,但有很多东西需要从像蟒蛇这样的动物身上学习,它们已经进化出了在极端环境中生存的方法,”Leinwand说。
Leinwand解释说,人类的心脏生长有两种:健康的,就像长期耐力运动带来的那种;不健康的,就像疾病带来的那种。
蟒蛇和优秀运动员一样,擅长健康的心脏生长。
她之前的研究表明,在一顿饭后大约一周到十天的时间里,蟒蛇的心脏变得更大,心率翻倍,血液中循环的脂肪变成乳白色,令人惊讶的是,这些脂肪能滋养而不是伤害它们的心脏组织。
这项新研究开始探索这一切是如何发生的。
研究人员给禁食28天的蟒蛇喂食相当于其体重25%的食物,并将它们与没有喂食的蟒蛇进行比较。
他们发现,随着喂养充足的蛇心脏的生长,被称为肌原纤维的特殊心肌束——帮助心脏扩张和收缩——从根本上软化,收缩的力度增加了大约50%。与此同时,与禁食蛇相比,这些蛇具有“深刻的表观遗传差异”,即基因开启或关闭的差异
需要更多的研究来准确地确定哪些基因和代谢物在起作用,以及它们的作用,但研究表明,有些基因和代谢物可能会促使蟒蛇的心脏燃烧脂肪而不是糖作为燃料。值得注意的是,患病的心脏很难做到这一点。
僵硬或纤维化的组织会引发心脏以外的其他器官的疾病,包括肺和肝脏,所以在那里也可能有应用。
Leinwand说:“我们发现,蟒蛇的心脏基本上能够在24小时内彻底改造自己,变得不那么僵硬,更节能。”“如果我们能找出蟒蛇是如何做到这一点的,并利用它来治疗人类,那将是非凡的。”