熊可以冬眠，人為什么不行？

蘇澄宇

熊是一種典型的冬眠動物。對于熊來說，一年主要分為三個季節(jié)：春至秋是享樂季節(jié);秋至冬是大吃特吃季節(jié);冬至春是睡覺季節(jié)，因為時間綿延了整個冬天，這段時間又被稱為“冬眠期”。

熊：我冬眠就不大小便，你行嗎？

熊在冬眠期間，新陳代謝速度會減慢，它們的體溫會降至1℃到9℃。所有身體機能都會大幅下降：呼吸變?nèi)?，心跳變慢，對外界刺激的敏感性也會下降。除此之外，還有一個很重要的點，那就是這段時間，它不會大便或小便。

大小便可以排出含氮化合物。含氮化合物不能正常排出，熊的血液中非蛋白含氮量會急劇上升。但奇怪的是，這并不會損害熊的腎臟或肝臟。要知道，如果人類血液中非蛋白含氮量超出正常值，就會出現(xiàn)一系列的健康問題。人體中血液的正常含氮量為20-25毫克/100毫升（全血）。其中尿素所含的氮最多，超出這個值說明你的腎可能有問題了。血液中非蛋白含氮量的測定是臨床上判斷腎功能的一項重要指標，當(dāng)腎功能衰竭的時候，血液中的非蛋白含氮化合物就會升高。這也是人類為什么不能冬眠的原因之一，因為代謝速率過慢，會導(dǎo)致體內(nèi)的有害物質(zhì)積累過多。

熊：我胖我健康，你行嗎？

熊還有一個神奇的本事。在冬眠開始前，它們會大吃特吃，變成一個大胖子。美國阿拉斯加卡特邁國家公園和自然保護區(qū)（Alaskas Katmai National Park）甚至還為熊舉辦了“胖熊周”活動，看看誰吃得最多，讓全世界的網(wǎng)友都可以參加投票，看誰是最肥的熊。今年冠軍是熊435號Holly，它是一個“妹紙”（雌性）。

人類如果想冬眠，也得大吃大喝來囤積脂肪。但人要吃成這樣的大胖子，就要出大事了。因為人類如果體重大幅增加，脂肪、肝臟以及肌肉組織細胞對胰島素的敏感度便會降低，進而胰島素水平升高。胰島素增加，反過來又會阻止脂肪細胞的分解，從而形成惡性循環(huán)，最終發(fā)展為胰島素抵抗。胰島素抵抗引起的血漿中高胰島素和高糖含量，則經(jīng)常會導(dǎo)致代謝綜合征、痛風(fēng)和2型糖尿病。

在這點上，熊真的很讓人羨慕嫉妒恨?？茖W(xué)家曾觀察過熊在冬眠前、冬眠中和冬眠后的血糖水平、胰島素水平、體重以及其他代謝指標。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它們增重超過約45千克后，其細胞依然對胰島素很敏感，血糖和胰島素水平也保持著穩(wěn)定。雖然在冬眠開始后，熊們會經(jīng)歷暫時的、季節(jié)性的胰島素抵抗期，但當(dāng)春天來臨，一切就又完全恢復(fù)正常了。

所以每年春天，冬眠中醒來的熊都不會因為冬眠而出現(xiàn)健康問題，盡管剛起來時它們會有點昏昏沉沉的，但整體來說還是健康的。簡單來說，它們在冬眠前中期雖然是一個胖子，卻仍是一個健康的胖子。熊在春天冬眠醒來后，全身的脂肪都差不多沒了，但只是看起來瘦了些，肌肉基本也沒有變化，再通過一番大吃大喝就又能恢復(fù)正常體態(tài)了。

然而，如果一個人在床上躺太久，就會出現(xiàn)肌肉萎縮的問題。如果一個人一直躺著不動，肌肉量會以每周10%-15%的速度下降。當(dāng)然這種減少不會一直持續(xù)下去，直到和你一天的能量收支持平以后，就會停止。

為何熊冬眠不出毛病？全靠基因

為什么熊冬眠這么久也不會有毛病呢？

美國華盛頓州立大學(xué)的一組研究人員今年9月在《通信生物學(xué)》雜志上發(fā)表了一項研究，解釋了冬眠中的灰熊的細胞發(fā)生了什么。

研究發(fā)現(xiàn)，冬眠對每個組織的細胞影響都是不同的。其中，熊的脂肪組織的基因表達差異性在冬眠期間最大，而肌肉組織幾乎沒有變化。他們還發(fā)現(xiàn)，即便是同一只熊的脂肪細胞，在一年的不同時間段，脂肪細胞中的大部分基因也會改變它們的表達水平。要知道，研究人員之前觀察馬達加斯加矮狐猴冬眠時，它們的脂肪細胞中只有幾百個基因會季節(jié)性地改變其表達水平。換言之，如果我們想通過基因編輯來獲得類似熊的冬眠能力，也是一件很難的事。因為這不是修改一兩個基因就可以搞定的。

正是這些基因，在熊冬眠過程中，表現(xiàn)出與胰島素信號傳導(dǎo)、肌肉蛋白降解和尿素生成的相關(guān)功能基因表達量減少，而與肌肉蛋白合成相關(guān)的基因表達增加。這也就解釋了為什么灰熊在冬眠期間能保持肝臟和腎臟的健康，并且還能夠肌肉不萎縮。

未來人類也許會用到冬眠的能力，比如星際旅行什么的，但現(xiàn)階段想要完美地控制人體細胞的新陳代謝，保持相對健康的水平，還是一件很難的事。