研究人员仔细观察了北极地松鼠最深沉的睡眠——几乎没有呼吸的睡眠——以更好地理解这种小型哺乳动物是如何在肌肉量损失最小的情况下从八个月的冬眠中醒来的。
利用最近开发的一项技术——松鼠血液中的代谢物特征，研究人员表明，这种动物通过将身体废物转化为必要的营养物质，以独特的方式适应了它们的极端栖息地。尽管在漫长的冬天蜷缩成一团，每分钟只呼吸一次，但顽强的啮齿动物在春天毫发无损地醒来。
人类的影响
这一发现可能会对改善老年人和长期卧床不起的病人的治疗产生影响，甚至对进行为期9个月火星之旅的宇航员也有帮助。
冬眠的北极地松鼠。摄影:Carla Frare
安吉洛达利山德罗他是该研究所代谢组学核心的副教授和主任科罗拉多大学医学院他和阿拉斯加费尔班克斯大学的研究团队一起进行了一项为期三年的研究，研究结果最近发表在《华尔街日报》上自然的新陈代谢．
研究人员提出了一个问题:当一个人卧床不起时，肌肉消耗会相对较快地发生，我们能否从大自然中学到一些东西来防止人类肌肉消耗?
非凡的回收
在人体中，当肌肉分解时，排出的氨基酸代谢成尿素，尿素是一种重氮物质，通过尿液排出体外。“在松鼠身上，我们发现在它们从肌肉中分解蛋白质后，它们有一些适应性，部分原因是它们肠道中的微生物，”达亚历山德罗说。“这种适应将分解的氨基酸转化为重新构建蛋白质所需的构件，以重建肌肉。”
与其他冬眠哺乳动物不同的是，北极地松鼠能够将非必需氨基酸转化为必需的组成氨基酸。人类和其他哺乳动物依赖食物中的营养物质来产生必需的氨基酸。
即使科学家要替换卧床不起或太空旅行的人的必需氨基酸，身体也会继续将它们分解成过量的氮，这可能是有毒的。
追踪松鼠体内的化合物
就像达历山德罗在安舒茨大学的代谢组学团队使用质谱分析血液中的分子特征一样去年夏天的环法自行车赛，松鼠研究人员标记了注射到哺乳动物体内的化合物，以跟踪它们的代谢活动。这使得研究人员可以直接追踪非必需氨基酸中的氮转化为必需氨基酸中的氮的过程。
“之前的研究假设这种情况正在发生，只是因为零和游戏，”他说。“我们看到它们实时变成了必需氨基酸，所以这是这项研究的独特之处。我们直接测试了这个假设。”
“最终证明”
这项研究涉及了大约70只北极地松鼠。这项研究历时三年，因为研究人员通过多个冬眠周期追踪了不同的化合物。其中一种化合物是松鼠骨骼肌释放出来的一种独特成分。
安吉洛达利山德罗
达历山德罗说:“我们证明了骨骼肌中的成分被循环利用成必需的氨基酸——这就是最终的证明。”“松鼠仍然可以回收利用，使它们浪费的产品不危险，但实际上可以重复使用来重建肌肉。”
如果有新的治疗方法出现，比如帮助卧床的癌症患者或深空宇航员，北极地松鼠这种将废物回收为可用营养物质的非凡能力至少在一定程度上要感谢它们。
达历山德罗说:“我们想从松鼠那里借一些东西。”
2023年3月13日