蘇澄宇

熊是一種典型的冬眠動(dòng)物。對(duì)熊來說，一年主要分為三個(gè)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?yàn)檫@段時(shí)期綿延了整個(gè)冬天，所以又被稱為“冬眠期”。

熊：我冬眠就不需要大小便，你行嗎？

熊在冬眠期間，新陳代謝速度會(huì)變慢，它們的體溫會(huì)降至1℃到9℃。所有身體機(jī)能都會(huì)大幅減退：呼吸變?nèi)?，心跳變慢，?duì)外界刺激的敏感度也會(huì)下降。除此之外，還有一個(gè)很重要的特征，那就是在這段時(shí)間內(nèi)，它們不需要大小便。

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(huì)急劇上升。但奇怪的是，這并不會(huì)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(huì)出現(xiàn)一系列的健康問題。人體中血液的正常含氮量為0.2mg/ml～0.25mg/ml（全血），其中尿素所含的氮最多，若超出這個(gè)值，說明你的腎可能出問題了。血液中非蛋白含氮量的測定是臨床上判斷腎功能的一項(xiàng)重要指標(biāo)，當(dāng)腎功能衰竭的時(shí)候，血液中的非蛋白含氮化合物就會(huì)升高。這也是為什么人類不能冬眠的原因之一，因?yàn)榇x速率過慢，會(huì)導(dǎo)致體內(nèi)的有害物質(zhì)堆積過多。

熊：我胖我健康，你行嗎？

熊還有一個(gè)神奇的本事。在冬眠開始前，它們會(huì)大吃特吃，吃成一個(gè)大胖子。美國阿拉斯加卡特邁國家公園和自然保護(hù)區(qū)甚至還為熊舉辦了“胖熊周”活動(dòng)，看看哪頭熊吃得最多，全世界的網(wǎng)友都可以參加投票。2019年的冠軍是435號(hào)Holly，它是一個(gè)“妹紙”（雌性）。

人類如果想冬眠，也得靠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?yàn)槿祟惖捏w重如果大幅增加，脂肪、肝臟以及肌肉組織細(xì)胞對(duì)胰島素的敏感度便會(huì)降低，胰島素水平進(jìn)而升高。胰島素增加，反過來又會(huì)阻止脂肪細(xì)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(huì)導(dǎo)致代謝綜合征、痛風(fēng)和2型糖尿病。

在這點(diǎn)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(biāo)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，它們增重超過45kg后，其細(xì)胞依然對(duì)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，熊會(huì)經(jīng)歷暫時(shí)的、季節(jié)性的胰島素抵抗期，但當(dāng)春天來臨，一切又會(huì)恢復(fù)正常。

所以每年春天，從冬眠中醒來的熊都不會(huì)因?yàn)槎叨霈F(xiàn)健康問題，盡管剛醒來時(shí)它們會(huì)有點(diǎn)昏昏沉沉的，但整體來說還是健康的。簡單來說，它們在冬眠的前期和中期雖然是胖子，卻是健康的胖子。熊在春天冬眠醒來后，全身的脂肪差不多耗沒了，但只是看起來瘦了些，肌肉含量基本沒有變化，經(jīng)過一番大吃大喝，就能恢復(fù)正常體態(tài)了。

然而，如果一個(gè)人在床上躺得太久，就會(huì)出現(xiàn)肌肉萎縮的問題。如果一個(gè)人一直躺著不動(dòng)，肌肉量會(huì)以每周10%～15%的速度減少。當(dāng)然這種減少不會(huì)一直持續(xù)，直到和人一天攝取的能量“收支持平”以后，就會(huì)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(huì)有毛病呢？

美國華盛頓州立大學(xué)的一組研究人員2019年9月在《通信生物學(xué)》雜志上發(fā)表了一篇研究報(bào)告，解釋了冬眠中的灰熊的細(xì)胞發(fā)生了什么變化。

研究發(fā)現(xiàn)，冬眠對(duì)每個(gè)組織的細(xì)胞影響都是不同的。其中，熊的脂肪組織的基因表達(dá)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(xì)胞，在一年的不同時(shí)間段，脂肪細(xì)胞中的大部分基因也會(huì)改變它們的表達(dá)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?yàn)檫@不是修改一兩個(gè)基因就可以搞定的。

正是這些基因，在熊的冬眠過程中，表現(xiàn)出與胰島素信號(hào)傳導(dǎo)、肌肉蛋白降解和尿素生成的相關(guān)功能的基因表達(dá)量減少，而與肌肉蛋白合成相關(guān)的基因表達(dá)量增加。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，并且肌肉還能不萎縮。

未來人類也許會(huì)需要“冬眠”，比如星際旅行什么的，但現(xiàn)階段想要完美地控制人體細(xì)胞的新陳代謝，保持相對(duì)健康的水平，還是一件很難的事。