比熊糖尿病引起的低血糖怎么办?冬眠的熊可能为治疗糖尿病提供线索
如果一个人每天吃掉数以万计的卡路里,膨胀,然后几个月几乎不动,健康结果将是灾难性的。科学家们长期以来一直感到困惑,为什么这种行为不会导致灰熊的糖尿病 - 直到现在。
通过给冬眠的熊喂食蜂蜜水,华盛顿州立大学的研究人员发现了这些布鲁因如何控制胰岛素的遗传线索。他们的研究结果发表在iScience上,可能会为人们带来更好的糖尿病治疗。
胰岛素是在大多数哺乳动物中发现的一种激素,可以调节身体的血糖水平,例如通过告诉肝脏,肌肉和脂肪细胞吸收血糖,这是一种能量来源。但是,如果大量的血糖进入血液,随着时间的推移,细胞就会停止反应,并对胰岛素产生抵抗力。这是2型糖尿病的主要原因,2型糖尿病是一种可导致心脏病发作,中风和失明的疾病。大约十分之一的美国人,或大约3700万人,患有2型糖尿病。然而,与人类不同,熊可以神秘地控制他们的胰岛素抵抗 - 像开关一样打开和关闭它。
为了弄清楚是怎么回事,研究人员在华盛顿州普尔曼的研究机构WSU Bear Center从六只圈养灰熊(年龄在5到13岁之间)中提取血清。他们还收集了熊脂肪组织,他们用来在实验室中培养细胞培养物。“它为我们提供了一种方法来测试我们在完全成年的熊中无法做到的事情,”该研究的共同作者,该大学的博士后研究员布莱尔佩里说。
这项实验帮助研究小组缩小了熊控制胰岛素的秘密:八种关键蛋白质似乎在熊生物学中起着独特的作用,可以独立或一起工作,在冬眠期间调节胰岛素。
Perry说,由于人类与熊共享我们的大部分基因,了解这八种蛋白质的作用可以教会科学家更多关于人类胰岛素抵抗的知识。
熊的季节
灰熊 - 在美国西部,加拿大和阿拉斯加的部分地区发现 - 一年内经历三个阶段:活跃,食欲亢进和冬眠。在春季和夏季,大型哺乳动物花时间觅食,交配和照顾幼崽。然后在秋天,动物们过渡到食欲亢进,当时“几乎所有的精力都花在尽可能多地吃东西上,”佩里说。
在此期间,熊每天消耗多达20,000卡路里的热量,每天增加多达8磅,为即将到来的冬天做准备。
当熊在初冬开始冬眠时,它们依靠脂肪沉积物来维持它们度过寒冷的月份。冬眠“不仅仅是深度睡眠,”佩里说。“许多生理变化使熊能够在没有食物的情况下度过这些漫长的冬天。他们的代谢率,心率和体温下降,他们变得胰岛素抵抗。
冬眠的熊会经历清醒期,在此期间它们会四处走动,但不吃东西。当研究熊醒来时,研究小组给他们喂蜂蜜水 - 一种最喜欢的食物 - 两周,然后收集他们的血液。该团队已经在春季和夏季从同一只熊身上采集了血液样本。
接下来,在实验室中,研究人员将各种血清与各种类型的细胞培养物相结合 - 例如,他们将来自冬眠熊的脂肪组织的细胞培养物与来自活跃熊的血清混合在一起。这使得研究小组能够看到细胞内会发生哪些遗传变化。
在所有研究的组合中,从蜂蜜喂养的冬眠熊中提取的血清对缩小参与调节胰岛素敏感性和抵抗力的八种关键蛋白质的最小帮助。(了解更多熊的身体在冬眠期间如何变化。
对于没有参与这项研究的锡诺帕野生动物研究协会的熊生物学家迈克·萨瓦亚(Mike Sawaya)来说,这项“引人入胜的研究”的最大收获是冬眠对人类健康有多少影响。
“识别这八种蛋白质是重要的一步,”他说,就像确定当熊改变胰岛素抵抗时“确切地说是什么被打开和关闭”一样,他说。
离预防糖尿病更近一步?
虽然胰岛素抵抗及其后果已得到充分理解,但对其遗传学还有很多东西需要了解。Perry补充说,研究熊每年如何进出胰岛素抵抗,为科学家提供了一个“独特的机会”来更好地了解这一点。
例如,弄清楚如何操纵人类中的这八种蛋白质可能会“逆转人类的胰岛素抵抗,”佩里说。这样的药物或干预措施还很遥远,“但我们越来越近了,”他说。
Sawaya同意这“绝对是拼图的又一块”,并希望解开熊生理学的奥秘可以预防糖尿病。
在未来的研究中,研究小组希望确切地研究这些特定蛋白质如何关闭熊的胰岛素抵抗。