科普創作

【科普創作】一種骨骼激素幫人類逃跑 在危險面前它比腎上腺素更重要

錄入:平頂山市科技局  www.jlluji.live   2019-09-26 08:44:02   人氣:

來源: 中國科學報
作者:趙熙熙

 

 
圖片來源:MIKE WERNER
本報訊 腎上腺素,可謂是讓我們熱血沸騰的任何一件事情——無論是遇到響尾蛇還是觀看最新的恐怖電影——的同義詞。然而一項新的研究表明,當我們的身體出現應激反應時,腎上腺素可能并沒有另一種激素那么重要,后者是一種會從我們的骨骼中滲出來的物質。
美國哥倫比亞大學遺傳學家Gerard Karsenty說,我們的骨骼并不僅僅是身體的一個剛性支架。人體的骨骼可以分泌一種叫做骨鈣素的蛋白質,這種蛋白質是上世紀70年代發現的,能夠重建骨骼。
2007年,Karsenty和他的同事發現,這種蛋白質作為一種激素,可以控制血糖水平并燃燒脂肪。后來,他的研究小組證明,這種激素對于維持大腦功能和身體健康、恢復年老老鼠的記憶,以及提高年老老鼠和人類在運動中的表現都是至關重要的。
這些發現使得Karsenty假設,動物進化出骨骼是為了躲避危險。這項新的研究進一步證明了這一觀點。
Karsenty和他的同事將老鼠暴露在幾種壓力因素下,包括一次輕微的足部電擊和一股狐貍尿的臭味,后者是一種能引發天生恐懼反應的氣味。隨后,研究人員測量了嚙齒類動物血液中的骨鈣素含量。
研究結果表明,在暴露于一種應激源的2至3分鐘內,老鼠體內的骨鈣素水平增加了4倍。一種典型的壓力因素對人也有類似影響——當研究人員讓志愿者在一些觀眾面前講話時,其體內的骨鈣素水平也會飆升。
研究小組在9月12日出版的《細胞代謝》雜志上報告了這一研究成果。
接下來,Karsenty的研究小組開始確定骨鈣素是觸發戰斗或逃跑模式所必需,還是動物面對威脅時一種無意識的生理反應。這種模式包括心跳加速、呼吸加重以及血糖升高;這種反應為身體提供了額外的能量,為其能夠快速逃離做好了準備。
當研究小組讓經基因改造后不生成骨鈣素的老鼠暴露在與非基因改造老鼠相同的壓力因素下時,這些老鼠幾乎沒有出現任何反應。而在正常小鼠中,即使沒有一個應激源,單次注射骨鈣素也足以引發逃離或戰斗反應。
通過研究嚙齒類動物大腦及其骨骼之間的神經連接,研究小組發現了骨鈣素是如何觸發戰斗或逃離模式的。
研究人員發現,當大腦中一個名為杏仁體的區域檢測到危險時,它會指示名為成骨細胞的骨細胞將骨鈣素釋放到血液中。骨鈣素反過來又會抑制副交感神經系統的活動,后者是一種減慢心率和呼吸的神經纖維。
Karsenty說,這最終會導致交感神經系統停止工作,釋放身體的壓力反應,包括腎上腺素的釋放。
Karsenty表示,研究結果表明,骨鈣素而非腎上腺素,是決定身體何時進入戰斗狀態或逃跑模式的看門人。這些發現還有助于解釋為什么那些已經摘除了腎上腺的嚙齒類動物,以及那些由于健康原因不能產生太多腎上腺素的人,依然能夠對危險產生強烈的生理反應。
并未參與該項研究的新澤西州新布倫瑞克市羅格斯大學骨骼生理學家Patricia Buckendahl說,這項研究“絕對具有新聞價值”,它支持了骨骼進化是為了幫助動物逃離捕食者和其他威脅的假設。
Buckendahl在20年前提出了骨鈣素作為應激激素作用于大鼠的第一個證據,但當時沒有人把這個想法當回事。她說,“我一直認為骨頭并不僅僅是一個儲存鈣的地方。”(趙熙熙)
 

 


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