某些鱷龜可以在完全無氧的條件下冬眠半年

冬季，一些鱷龜喜歡在池塘和湖泊中冬眠。這些淡水爬行動物隱匿在薄薄的冰層之下，在完全無氧的條件下可以存活達6個月。

事實證明，它們的強韌適應性來自於幼年期的環境。新研究表明，當海龜胚胎暴露於低氧環境中時，它們的心臟就具備了在餘生中適應低氧狀況的能力。

自降生開始，這些令人難以置信的生物就已經做好了應對缺氧環境的準備。鱷龜胚胎在水下深處的巢穴中發育，有時含氧量低至11％——永久地改變了它們的心臟結構和功能。

曼徹斯特大學的心臟生物學家Ilan Ruhr說：「發育過程中的早期環境可以永久地改變鱷龜對低氧的耐受度，我們很高興成為首支觀察到該現象的團隊。」

缺氧條件下的生存能力，取決於生物心臟持續輸送營養物質和清除廢物的能力。

像龜和短吻鱷這樣的爬行動物可以抵禦極端環境並仍保持心臟器官的代謝和肌肉功能。為了揭示細胞水平上的細節，研究人員找來了一組常見鱷龜(Chelydra serpentina)的胚胎，其中一半放置在正常氧氣條件(21％)下發育，另一半放置在氧氣含量僅10％的環境里。

從心臟中分離出肌肉細胞，把細胞置於氧氣水平更低的環境里，團隊測量了細胞液的pH值、細胞內鈣(有助於收縮心肌)和化學物質(活性氧物質(ROS))的變化。

即使重新通入大量氧氣——某些反應引發了大量的組織損傷——鱷龜的心肌細胞幾乎沒有任何明顯的損傷。

結果表明，發育環境中的氧氣含量是打開和關閉某些基因的開關，這些基因可以使鱷龜心臟耐受零氧。

早期暴露適應減少了ROS的量——當組織再次氧合過快時，這種分子會變得有毒，但也可以保護心肌免受損傷，即使在完全沒有氧氣的情況下也能正常收縮。

作者總結說：「總的來說，結果表明發育缺氧會改變ROS管理中可能保護心臟免受氧化應激的途徑。」

研究人員希望，有一天，此類發現知識可被用於人體器官保存上。例如，能夠開啟人類對應基因的藥物，保護心臟免受氧氣不足的損害。

「鱷龜和人類的心臟細胞在解剖學上非常相似，」曼徹斯特大學的比較生理學家Gina Galli解釋道，「因此，我們希望能夠將其應用於醫療場景。」

該研究發表在《英國皇家學會會刊B》上。

本文譯自 sciencealert，由譯者 majer 基於創作共用協議(BY-NC)發布。

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