物理科技生物学-PHYICA

海洋哺乳动物对低氧的适应为新冠肺炎提供了新的JUKD-852视角

化学 2022-05-25 00:02:09

加州大学圣克鲁斯分校 信用:CC0公共领域 当特瑞·威廉姆斯开始听说新冠肺炎病患者所经历的各种症状时,她看到了这种疾病影响人类的各种方式与许多生理适应之间的联系,这些生理适应使海洋哺乳动物能够在潜水时耐受低氧水平

威廉姆斯是加州大学圣克鲁斯分校的生态学和进化生物学教授,他花了几十年时间研究海洋哺乳动物的生理学,以及它们在水下长时间屏住呼吸进行剧烈活动的非凡能力

威廉姆斯说:“潜水海洋哺乳动物经历了一生中正常氧化和缺氧(低氧水平)之间的快速生理转变。”

“他们有办法保护自己,让自己的器官在屏息数小时的情况下保持功能,但要做到这一点,必须有一整套的生物适应措施

" 由于缺乏这些适应性,当氧气水平由于冠状病毒SARS-CoV-2感染对肺部和心血管系统的影响而下降时,人类很容易在广泛的组织中受到快速损伤

在12月3日发表在《比较生物化学和生理学》上的一篇综述文章中,威廉姆斯探索了海洋哺乳动物的潜水生理学如何帮助我们理解新冠肺炎效应

“这确实突出了为什么人们保护自己免受这种病毒感染如此重要,”她说

“缺氧组织的损伤发生得很快,可能是不可逆的,这可能是冠状病毒感染后我们开始在人体内看到的长期影响的原因

" 心脏和大脑对缺氧特别敏感,海洋哺乳动物有多种机制来保护这些和其他重要器官

首先,海洋哺乳动物的携氧能力比人类高得多,因为它们的血容量和血红蛋白浓度更高

此外,一些海洋哺乳动物在潜水期间收缩脾脏,将储存的富氧血细胞释放到循环系统中

为了避免如此高浓度的红细胞导致的血凝块,许多物种缺乏在其他哺乳动物中发现的关键凝血因子

其他适应包括大大增加携氧蛋白的浓度,如心脏和骨骼肌中的肌红蛋白以及大脑中的脑红蛋白和细胞红蛋白

此外,许多安全因素和生化缓冲剂使海洋哺乳动物中最依赖氧的组织不仅能耐受低氧,而且还能耐受随后用氧合血对组织进行的再灌注

在人类中,心脏病发作或中风后的再灌注通常会导致额外的组织损伤

威廉姆斯认为,海洋哺乳动物进化出的耐缺氧解决方案为理解缺氧对人类组织的潜在损害提供了一个天然模板

“对海洋哺乳动物的研究让我明白了在氧气不足的情况下保护身体需要什么,”她说

“关闭氧气通道有很多后果,我想这就是我们在这些冠状病毒病患者身上看到的

" 威廉姆斯特别担心那些所谓的“长途运输者”,他们在感染冠状病毒后很长时间仍会出现症状

“你听到人们说这就像流感一样,但是COVID让我害怕,因为它可能对心脏和大脑造成长期损害,”她说

“当你想到缺氧和组织修复过程时,你会发现许多人很难恢复正常生活,即使是在轻微感染后

" 威廉姆斯敦促人们尽一切努力避免被感染

她说:“我们的心脏和大脑细胞注定会持续一生,一旦它们受损,我们就无法替代它们。”

“海豚和鲸鱼拥有人类缺乏的自然保护,因此我们极易受到缺氧的伤害

"

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