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为什么裸鼹鼠不怕痛

gecimao 发表于 2019-03-14 21:25 | 查看: | 回复:

  裸鼹鼠其实并不,在它们的身体两侧,从头到尾长着大约40根像猫的胡须一样的长毛。它们并不是皮毛的残余,而是对触觉极其敏感的触须,触动其中任何一根触须,都能让裸鼹鼠把头伸向刺激点。裸鼹鼠终身生活在黑暗的地下,眼睛派不上用场,就是靠这些触须来辨认方向的:前进时,摆动头部,后退时,则摆动尾巴,都是为了让触须触摸到隧道壁,就像我们在黑暗的地道中用手扶着墙壁走一样。

  它们的眼睛高度退化,几乎完全丧失了视觉,大脑皮层中负责视觉的区域也大大减小,被改为用于感受触觉了。

  几年前,这个现象引起了伊利诺大学芝加哥分校的汤姆斯·帕克等人的兴趣。他们想:既然裸鼹鼠的触觉如此敏感,它们的皮肤中会不会含有什么特殊成分?实验的结果出乎意料,在裸鼹鼠的皮肤中没有发现多了什么成分,反而少了一种基本的化学物质——“P物质”。

  P物质是什么物质呢?它也是意外发现的产物。1931年,英国生理学家戴尔正在研究神经递质的作用(他因此在1936年获得诺贝尔奖)。当时已知的神经递质是乙酰胆碱。戴尔让其研究生冯·欧拉做一个实验,证明小肠释放的乙酰胆碱能刺激小肠的收缩。冯·欧拉发现从兔子的小肠提取出来的溶液的确能引起小肠收缩。为了证明收缩是由乙酰胆碱引起的,冯·欧拉又加入阿托品。阿托品能阻断乙酰胆碱的作用,如果收缩是乙酰胆碱引起的,就会被阿托品抑制住。然而小肠却还在收缩,这就说明在小肠提取液中另外还有一种能刺激小肠收缩的物质。冯·欧拉和实验室的另一名研究人员随后发现这种活性物质在脑组织里最多。他们把它从编号“P”的制剂中提取了出来,又不知道那究竟是什么东西,就把它叫做P物质。这个临时乱叫的名称后来就沿用了下来。

  P物质作为一种神经递质,有多项功能,最主要的一项功能是把疼痛信号从周围神经传导到中枢神经,从而在大脑皮层中产生痛觉。既然裸鼹鼠体内没有P物质,是不是就意味着它们对疼痛没感觉了呢?如果我们用手去触摸一个温度在45摄氏度以上的炽热灯泡,就会感到烧痛而立即缩手。在手上涂一些辣椒素再去摸热灯泡的话,反应更厉害。但是裸鼹鼠的脚掌却对热灯泡无动于衷,涂上辣椒素也不起作用。

  为了证明裸鼹鼠对疼痛的麻木是由于缺乏P物质导致的,帕克等人往裸鼹鼠的脚掌中注射进疱疹病毒。这些疱疹病毒经过了改造,加了能制造P物质的基因。疱疹病毒沿着脚掌里的神经末梢迁移,几天后跑到了脊髓附近的神经细胞中,躲在那里制造P物质。不出所料,这些接受了“基因疗法”的裸鼹鼠有了正常的痛觉,它们的脚掌一碰到热灯泡,立即就缩了回去。

  痛觉虽然很讨厌,对动物的生存却是至关重要的,例如,如果我们对热产生的痛失去了知觉,碰到炽热的物体不知道缩手,皮肤就会被烫伤。那么是什么原因让裸鼹鼠丧失了P物质,变得不怕痛了呢?

  不怕痛有时也有好处,比如,在战斗中受伤不觉得痛的话,就不会退缩。裸鼹鼠在面对天敌入侵时的确非常勇敢,甚至为了保护集体而不惜牺牲自己,是否就与它们不怕痛有关?不过这种情形毕竟不是经常发生的,值得为此而牺牲痛觉的种种益处吗?

  裸鼹鼠也有可能不是为了不怕痛而失去痛觉的,不怕痛可能只是一个副作用。P物质还有其他的功能。其中一个功能是让血管舒张。在特殊的生活环境中,这一功能可能会危及裸鼹鼠的生存。裸鼹鼠动则几十只、上百只挤在一块,又是在地下,呼出的二氧化碳难以扩散,这样,环境中二氧化碳的浓度很高。在其他哺乳动物中,高浓度的二氧化碳会导致P物质被释放到肺血管中,让肺血管舒张,发展下去就会导致肺水肿、死亡。也许,正是为了能在高浓度二氧化碳的环境中安然生活,裸鼹鼠才丧失了P物质?帕克等人做的实验表明,裸鼹鼠由于没有P物质,对二氧化碳有极强的忍受能力。在二氧化碳浓度达到15%时,小白鼠就出现了严重的肺水肿,但是二氧化碳浓度增加到50%,裸鼹鼠还没有出现肺水肿的迹象。

  为了研究某种蛋白质的功能,有时需要用到“基因剔除技术”,把制造该蛋白质的基因剔除掉,看看动物体内少了这种蛋白质后,会出现什么变化。这项技术的发明者去年获得了诺贝尔奖。不过,不用我们人类费心,裸鼹鼠自己就剔除了P物质,天生就是研究P物质功能的很好材料,可以用它来阐明疼痛机理、发现镇痛方法。基础研究看似无用,但在研究过程中经常会有有用的意外发现。人们对裸鼹鼠的研究,本来只是出于对一种有着奇异习性的有趣动物的好奇,谁能想到竟能衍生出有望造福人类的实用价值?

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