澳洲人类冬眠是载人火星任务的关键吗?

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这是一年中黑暗、寒冷的时候,冬眠模因开始在社交媒体上四处传播。 “在春天叫醒我!”就是一个典型的例子。

人类在冬天睡多一点是很自然的。减少光照会告诉身体产生褪黑激素,这是一种让我们更困倦的激素。但是,如果人类真的可以冬眠呢?

一些科学家认为,它可能比我们想象的更接近,并且可以带来一系列潜在的好处,从防止损害由心脏骤停和中风引起,抵御饥荒 - 甚至使太空旅行成为可能。

美国杜克大学研究科学家 Marina Blanco 博士,曾研究过侏儒狐猴的冬眠,他告诉 Good Health:“诱导人类冬眠可能更接近科学而不是虚构。

人类在冬天多睡一点是很自然的。减少光照会告诉身体产生褪黑激素,一种让我们入睡的激素呃。但是如果人类真的可以冬眠呢?

人类在冬天睡多一点是很自然的。减少光照会告诉身体产生褪黑激素,一种让我们更困倦的激素。但如果人类真的可以冬眠呢?

'它可以帮助我们生存“精力充沛的危机”——例如,季节性缺乏食物——并通过避免器官损伤和延长寿命来应对严重损伤。”

当谈到受伤时,问题是当血流突然恢复到供应受阻的组织时,例如在心脏病发作或中风之后,它可能会造成致命的创伤。

但对老鼠的研究表明,如果你在血液供应恢复时让它们保持低温,“那么这种创伤就会大大减少”,布里斯托尔大学临床讲师迈克尔安布勒博士解释说,他将时间赌注分散我们在重症监护室工作并研究动物的冬眠。

其中一个主要原因是寒冷会降低线粒体的代谢活动,线粒体本质上是他说:“细胞内的发电站”。通过减缓血流恢复后它们重新开启的速度,低温可以保护重要器官免受这种活动的爆发。'

冬眠是一种状态一些动物(著名的刺猬、蝙蝠和棕熊)的最低限度活动和新陈代谢过程减慢,其特征是心率和体温降低以及耗氧量减少。它使这些动物能够忍受寒冷和匮乏的时期,并且可以持续数天、数周甚至数月,具体取决于物种。

其他动物也会经历类似的情况但称为麻木的较短状态,体温、呼吸频率、心率和新陈代谢率都会降低。

但与冬眠不同的是,麻木似乎是一种无意识的状态当动物需要保存能量时——例如,当食物稀缺时——动物会进入。许多鸟类和小型啮齿动物,例如老鼠和仓鼠,会定期进入麻木状态。

但是,这样做的不仅仅是动物。来自世界上最重要的化石遗址之一——位于西班牙北部阿塔普埃尔卡的一个名为 Sima de los Huesos(“骨头坑”)的洞穴的骨骼证据表明,数十万年前,早期人类可能已经幸存下来整个冬天都在极度寒冷。

一个建议是它可能会减少宇航员的食物量在长达数年的长途太空旅行中需要,例如 3 亿英里的火星之旅

一个建议是它可能会减少宇航员在长达数年的长途太空旅行中所需的食物量——例如 3 亿英里的火星之旅

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根据发表在《人类学》杂志上的一篇论文,洞穴中的化石显示出季节性变化,表明每年有几个月骨骼生长受到干扰。

研究人员认为,这些早期人类发现自己“处于新陈代谢状态,这有助于他们在食物供应有限且体内脂肪储存充足的寒冷条件下长时间生存”。换句话说,它们冬眠了。

虽然人类不再进入麻木或冬眠状态,但越来越多的证据表明我们可能携带生物硬件

正如 Blanco 博士解释的那样:“人类和其他哺乳动物一样,可能已经拥有冬眠的生物‘机器’,但我们需要弄清楚了解如何激活、调节和协调所有必要的过程。”

这种“机器”本质上是存储在我们基因中的信息。

< p class="mol-para-with-font">Ambler 博士同意:'如果你观察一只冬眠的熊,它并没有人类所没有的冬眠基因。它具有所有哺乳动物共有的调节基因。

'这似乎是一种广泛而古老的行为,至今仍有灵长类动物这样做.' 事实上,在侏儒狐猴因圈养而失去冬眠习惯数十年后,布兰科博士通过仔细控制其围栏的温度,诱导了它们的冬眠——证明可以重新触发冬眠能力。

在马达加斯加自然发现的侏儒狐猴和我们一样是温血灵长类动物,但在冬眠期间,它们可以降低体温并减缓新陈代谢,直到它们的身体只需要 2% 的热量他们通常需要的能量。

与此同时,Ambler 博士的实验让老鼠进入麻木状态——它们通常不会进入这种状态——通过使用转基因病毒打开负责在小鼠中产生麻木的大脑区域,进一步表明它可能会在其他哺乳动物中触发它。他认为这对人类的潜在影响是巨大的。

“越来越多的科学家正在考虑我们是否可以利用冬眠的组成部分来获得临床益处,”他说。

Ambler 博士补充道:“重症监护中存在一个悖论。人们病得很重,他们的器官开始衰竭,所以我们试图通过使他们的生理功能正常化来阻止他们死亡,比如肺部可以吸收的氧气量。

'但是呼吸机等干预措施本身会造成损害。如果我们可以通过让某人进入冬眠状态来减少他们对氧气的需求,那么这种损害就可以避免。”

但是,这项技术需要改进,因为,虽然自 2002 年以来医院重症监护病房广泛使用“治疗性低温”,在外伤或心脏骤停后对身体进行冷却,但现在已不再使用。人们认为它可以减缓代谢过程,例如细胞中葡萄糖的分解,减少大脑运作所需的氧气量并延缓脑细胞的死亡,但它确实存在重大风险。

这些包括降低血液凝结能力,这可能会导致出血、血糖水平升高并引发异常心律。

最近的试验未能显示出益处,尽管它仍在对分娩后脑损伤的早产儿进行。

但新陈代谢率降低可能麻木或冬眠的用途超出了医疗范围?

一个建议是,它可能会减少宇航员在长达数年的长途太空旅行中需要的食物量——例如3 亿英里的火星之旅。

欧洲航天局 (ESA) 和 NASA 都非常感兴趣在这一研究领域以及今年早些时候,一项由欧空局牵头的调查表明表明人类冬眠可能成为一种“改变游戏规则”的太空旅行技术。

在太空旅行期间,宇航员会暴露在辐射下——冬眠可能有助于减少这种风险。

Ambler 博士解释说:“如果将冬眠动物暴露在辐射下,它们似乎不会受到伤害。”

'似乎如果你的细胞不是很活跃,那么 DNA 就会更紧密地盘绕,使其更不容易分解和降解。'

然而,在我们都可以蜷缩起来睡很长时间之前,还有很多事情需要解决。

All哺乳动物冬眠动物在冬眠期间会周期性地醒来,这意味着它们的心率会加快,体温也会升高。这种情况发生的频率取决于物种。

人们认为发生这种情况是为了让动物能够更深地呼吸并使身体暖和起来。他们甚至可能会吃东西。

Blanco 博士说:“我们倾向于认为让人类冬眠最困难的部分是长期维持抑制的新陈代谢。< /p>

'但是,事实上,最大的挑战可能是与唤醒相关的生理压力,唤醒是在一个人的生命周期中每隔几周自然发生的剧烈的新陈代谢跳跃启动休眠期。

'我们怎样才能让心脏从每分钟跳动 6 次增加到 200 多次而不造成身体上的破坏?'

尽管有这些风险,但潜在的好处是引人注目的。

正如 Ambler 博士所说:'照顾危重病人的能力可以大大提高。'

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