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2012年2月2日，美国宾夕法尼亚州旁苏托尼镇上第126届土拨鼠日（Groundhog Day）那一天，来自世界各地的人，包括这个小镇上的5000人，约1万5千人聚集在这里，见证当地最著名的“天气预测员”土拨鼠“菲尔”的预测结果：今年冬季还将持续6个星期才会结束。
每年2月2日，土拨鼠“天气预报员”从休眠状态中醒来，预测春天将早早到来还是会姗姗来迟。据说，如果土拨鼠从洞里出来时外面是一个阴沉天气，那么这一年的春天会早早到来；如果土拨鼠从洞里出来时，外面阳光灿烂，土拨鼠会被自己的影子吓得缩回洞里，预示这一年的冬天比较漫长，还将持续6个星期。
科学家觉得，让一只毛茸茸的啮齿动物来预测春天真是很可笑，但他们同时亦认为，人类确实可以从它们身上学到一些有利于我们自身健康的启示。了解冬眠动物的行为机制，包括土拨鼠、旱獭和熊等这类动物，它们是如何在冬眠中度过漫长冬季的，也许有一天可以为我们提供攻克心脏疾病、骨质疏松和肌肉萎缩症等疾病的好办法。
动物冬眠对人类健康和医学的启示
冬眠看上去像是长时间处于睡眠中，实际上冬眠并不等同于真正的睡眠，而是一种极端的生存方式。一年中有将近一半时间，冬眠动物一直留在它们的洞穴或地洞里，处于一种生机暂停，类似假死的状态，间或也会醒来排泄。大多数冬眠动物在冬眠期间不吃也不喝，完全依靠在冬天到来之前储存在身体里的脂肪度过漫漫寒冬。
为了使身体里储存的脂肪能维持到漫长冬季结束，冬眠动物的身体代谢和体温都大幅下降，黑熊体温降至33摄氏度左右。而其他大多数小型哺乳动物，如土拨鼠、旱獭等，它们的体温会降到极低，甚至接近冰点。北极地区的一些土拨鼠甚至一直恒定地保持在摄氏零度以下的体温，这些动物的心跳和呼吸几乎停止，却不会影响到它们的生存和健康，这简直是生理学上的奇迹，对于包括人类在内的其他非冬眠动物来说，在这种情况下都是不可能生存下去的。
在一些特殊情况下，人类也会面临类似动物冬眠状态的挑战，如失血过多等。许多科学家认为，了解动物冬眠机制的奥秘，有可能为人类医学进展带来福音。
瑞典厄勒布鲁大学医院的心脏病学专家奥雷?弗罗贝尔正在和同事们调查斯堪的纳维亚棕熊每年度过严冬时的身体变化情况，包括它们的胆固醇含量极高，却为什么不会增加患心脏疾病的风险，等等。弗罗贝尔说道：“在我们眼里，棕熊不失为一个活生生的信息库，人类所面临的众多问题，它们早已解决了。”
对熊和土拨鼠等冬眠动物的深入调查，还可以帮助研究人员找到如何避免或逆转太空旅行者、老人和儿童骨质流失和肌肉萎缩等疾病。揭开动物冬眠之谜，还有助于研究人员找到长期卧床不起者如何避免血流不畅、褥疮和肌肉和骨骼萎缩等现象。模拟土拨鼠冬眠设计的治疗方案，还可以避免士兵和事故受害者因流血过多而死亡。从这些小动物的身上，人们也许能够找到如何减少中风或心脏病发作风险的秘密，甚至找到如何更好地保存切断供血后保存于冰中的移植器官。
帮助人类战胜肥胖症
动物冬眠时，身体的一切机制几乎都要经历一番变化，在它们进入冬眠状态的数周甚至数月前，它们就要开始做好过冬的准备，最重要的一件事就是催肥，即尽快地胖起来。
“储存足够的脂肪是动物能够安然度过冬眠期的一个关键之处。”明尼苏达州德卢斯大学分子生物学家马修?安德鲁斯说：“它们将一个冬天的午餐都带在了身上。”一次性打包储存在身体里的“午餐”可称得上是世界上最特别的饮食，它们要靠这些脂肪度过一整个冬天。“10月份是它们最后晚餐的时间，之后它们一直不吃不喝，直到来年3月。”安德鲁斯说，更多的脂肪储存意味着有更大的机会存活到来年春天，“如果它们吃得胖乎乎的，肚子滚圆，就能够安然度过冬眠期。”
在冬季到来之前的几个月里，熊的腰围也在不断膨胀。弗罗贝尔研究的那些体重每天都在增加的棕熊，一天里就能吃下多达40公斤的蓝莓。如果人类如此暴食，显然会产生严重后果，包括肥胖症以及随之而来的心脏疾病、糖尿病和其他疾病的巨大风险。
弗罗贝尔和他的同事们追踪安在棕熊身上的无线电发射器或GPS定位装置发出的信号，冒险进入瑞典的荒原地区，深入了解迅速增肥是如何帮助斯堪的纳维亚的棕熊更好度过冬眠期的。
与熊近距离接触是一件非常危险的事情，即使是冬眠中的熊，在受到惊扰时，也会迅速暴起伤人，因此在冬天追踪研究棕熊的科学家们，会先从远处向它们发射飞镖，将它们先行麻醉之后再进行研究。而在夏天研究棕熊的科学家们则从直升机上将它们麻醉。
麻醉一头熊，大约需要5分钟的时间，科学家们最多可以有60分钟的研究时间。他们将熊从它们冬眠的巢穴中弄出来，给它们称量体重，测量体长，抽取血液样本，并通过一些小手术收集棕熊的脂肪和其他组织样本，并在一小时之内将被研究的熊安然送回到它们的巢穴中。
弗罗贝尔说，收集到的珍贵样本必须在24小时内进行分析，因此研究人员经常需要在雪地里，对血液中的胆固醇或蛋白质水平进行测试。有时需要在限定时间之内，将样品空运到丹麦的实验室里。另外如骨骼和动脉血管等，无法从活着的棕熊身上获得，只能通过合法狩猎季节期间被猎人打死的熊来收集样本。
最近的分析显示，北欧棕熊夏天时血液中的体内胆固醇水平对于人类来说也显然是偏高的，而在准备冬眠时更是大幅提高。弗罗贝尔和他的同事在研究报告中指出，即使是体内胆固醇含量极高的“非常非常胖”的棕熊，在冬眠期间的活动量也几乎为零，它们躺在巢穴中，血液循环变得极为缓慢，血管血流不畅。弗罗贝尔说，这种情况如果发生在人类身上，将导致动脉硬化，增加心脏病发作和中风的风险。熊是如何在体内储存了大量脂肪的情况下，仍然保持良好血管弹性的，我们目前还不得而知，但弗罗贝尔希望能找到一些对血管起保护作用的分子，让人类也能够像熊一样，不会因脂肪过多而导致动脉血管硬化。
帮助人类拥有强健骨骼
冬眠的熊可以睡上差不多半年时间，而不用担心胆固醇在动脉血管上积累起来造成动脉硬化，这是它们进化过程中获得的优势之一。 如果是人类，长期处于这种不活动状态中，显然会造成严重的后果，没有一定的体力活动，人体将无法继续保持结实的肌肉和强健的骨骼。随着年龄的增长，人们的骨质也在渐渐流失，女性在绝经之后，脊椎和髋骨的骨矿物质以每年1%至2％的速度迅速流失。常年卧床者，或太空失重的人骨矿物质流失更为严重，髋关节的骨矿物质每月流失速度达3%到4％。久坐或久卧不动的人还要承受褥疮和血栓的折磨和困扰，而熊等冬眠动物睡一整个冬天也没一点事，当春天到来时，它们重新活跃起来的时候，既不会出现血栓和褥疮，骨骼和肌肉也如以前一样强健有力。
研究人员丽塔?塞格尔冒险进入缅因州的荒野之中，想从北美黑熊那里学到冬眠期间如何保持骨骼健康的奥秘。她和她的同事们依靠春天时在熊身上安装的无线电跟踪项圈发出的信号，一直跟踪黑熊到它们的巢穴。
塞格尔对被猎人打死熊的熊爪和被麻醉枪击倒冬眠熊的爪子用X-射线检测进行了比较。她发现两者之间并无明显差异。这表明，与长期卧床不起的人类不同，睡了一冬天的冬眠熊的骨骼完全不受长期不活动的影响。
塞格尔是一位内科医生、缅因大学的生理学家，她和她的团队在熊血液中发现的蛋白质表明，冬眠熊的骨细胞活性不如春天活跃的熊。研究人员发现，冬眠的黑熊在较慢的骨细胞活动与骨质流失之间达到了一种平衡，由此始终保持着骨骼的强健。
熊的这种生理平衡技巧，已经部分应用在人类疾病治疗上面。例如，科罗拉多州立大学的生物医学工程师多纳休发现，黑熊的甲状旁腺激素可用来开发治疗人类骨质疏松症的药物。
帮助解决人类失血难题
12月初，约翰斯?霍普金斯大学医学院罗纳德?科恩的实验室里，大多数土拨鼠蜷缩成一个个毛茸茸的带条纹的小球，将脑袋缩在肚腹处奶黄色的毛皮里，正在酣睡之中。只见一只沉睡的土拨鼠的腹侧微微鼓起，然后又缩了回去，这是它的一次呼吸，然后，过了大约20秒时间，这只土拨鼠再次呼吸一次。一旦将这些土拨鼠放入模拟冬季的冰箱里，它们将进入“深度冬眠”的状态，每分钟心跳呼吸只有2到4次。
土拨鼠在冬眠中体温忽上忽下，在时睡时醒中反复循环，造成身体某些部分血流的反复中断和恢复，这种情况如果出现在人类身上，那麻烦可就大了。
对于人类来说，血液凝块、心脏病发作、中风、意外事故，甚至以某个固定的姿势久坐久卧，都有可能中断细胞所需要的血液供应，血流量降低、血液中缺氧，都会对身体组织和器官造成损害。而恢复供血时产生的副产品氧自由基，也会对构成细胞的蛋白质、DNA和脂肪造成损害，如果损害太严重，细胞就会死亡，并可能导致组织损伤或器官功能衰竭。缺血所引起的组织损伤是致死性疾病的主要原因，诸如冠状动脉硬化与中风。但许多证据表明，足以导致组织损伤的是在缺血一段时间后突然恢复供血（即重灌流），在创伤性休克、外科手术、器官移植、烧伤、冻伤和血栓等血液循环障碍时，都会出现缺血后重灌流损伤。
如果是夏天，土拨鼠也很容易受到这种破坏性影响，但进入冬眠的松鼠却一点也不会受到缺氧和血流量恢复时的种种影响。为了找出土拨鼠是如何应对在接近冰点和解冻之间的反复循环的变化的，安德鲁斯和他的同事将土拨鼠在夏季和冬眠时的基因活性进行了比较。
安德鲁斯说道，研究人员利用某种脂肪分解产物和褪黑激素合成的药物，有可能给失血过多的人提供及时的救助，如在战场上受伤的士兵或事故受害者，使他们能够坚持到获得输血救助的时候。在实验鼠身上对这种药物的测试研究发现，失血60％的老鼠，若未能得到及时救助，在一个小时之内就会死亡，而这种药物可让老鼠存活三小时以上。安德鲁斯和他的同事在报告中称，该治疗方案目前正在猪的身上进行测试，可能很快就将进入人体临床试验。
这种急救药物最终若是能够获得及时挽救生命的效果，这些不起眼的小小土拨鼠功不可没。它们的这种生存技能是进化赋予的，人类如果能学会它们的这种本领，将是一大福音。安德鲁斯说：“我一再对人们说，这一荣耀归于最基本的冬眠生物学。没有这些冬眠动物的启示，我们人类自己永远不会开发出这种药物来。”
对冬眠动物的进一步研究，有可能产生对人类意义重大的其他治疗方案。尽管人类不可能像动物那样进入冬眠的停滞状态，但我们拥有分子技术和各种分子设备，可以将从动物那里学到的冬眠本领，通过生物化学技术，研究开发出帮助人类应对各种困境，提高健康水平的药物和治疗方法。“我们已经知道，动物冬眠机制中隐藏着许多有益于人类健康的奥秘，关键在于我们要学会如何去运用它。”马丁说道。
（作者为自由撰稿人）
每年2月2日，土拨鼠“天气预报员”从休眠状态中醒来，预测春天将早早到来还是会姗姗来迟。据说，如果土拨鼠从洞里出来时外面是一个阴沉天气，那么这一年的春天会早早到来；如果土拨鼠从洞里出来时，外面阳光灿烂，土拨鼠会被自己的影子吓得缩回洞里，预示这一年的冬天比较漫长，还将持续6个星期。
科学家觉得，让一只毛茸茸的啮齿动物来预测春天真是很可笑，但他们同时亦认为，人类确实可以从它们身上学到一些有利于我们自身健康的启示。了解冬眠动物的行为机制，包括土拨鼠、旱獭和熊等这类动物，它们是如何在冬眠中度过漫长冬季的，也许有一天可以为我们提供攻克心脏疾病、骨质疏松和肌肉萎缩症等疾病的好办法。
动物冬眠对人类健康和医学的启示
冬眠看上去像是长时间处于睡眠中，实际上冬眠并不等同于真正的睡眠，而是一种极端的生存方式。一年中有将近一半时间，冬眠动物一直留在它们的洞穴或地洞里，处于一种生机暂停，类似假死的状态，间或也会醒来排泄。大多数冬眠动物在冬眠期间不吃也不喝，完全依靠在冬天到来之前储存在身体里的脂肪度过漫漫寒冬。
为了使身体里储存的脂肪能维持到漫长冬季结束，冬眠动物的身体代谢和体温都大幅下降，黑熊体温降至33摄氏度左右。而其他大多数小型哺乳动物，如土拨鼠、旱獭等，它们的体温会降到极低，甚至接近冰点。北极地区的一些土拨鼠甚至一直恒定地保持在摄氏零度以下的体温，这些动物的心跳和呼吸几乎停止，却不会影响到它们的生存和健康，这简直是生理学上的奇迹，对于包括人类在内的其他非冬眠动物来说，在这种情况下都是不可能生存下去的。
在一些特殊情况下，人类也会面临类似动物冬眠状态的挑战，如失血过多等。许多科学家认为，了解动物冬眠机制的奥秘，有可能为人类医学进展带来福音。
瑞典厄勒布鲁大学医院的心脏病学专家奥雷?弗罗贝尔正在和同事们调查斯堪的纳维亚棕熊每年度过严冬时的身体变化情况，包括它们的胆固醇含量极高，却为什么不会增加患心脏疾病的风险，等等。弗罗贝尔说道：“在我们眼里，棕熊不失为一个活生生的信息库，人类所面临的众多问题，它们早已解决了。”
对熊和土拨鼠等冬眠动物的深入调查，还可以帮助研究人员找到如何避免或逆转太空旅行者、老人和儿童骨质流失和肌肉萎缩等疾病。揭开动物冬眠之谜，还有助于研究人员找到长期卧床不起者如何避免血流不畅、褥疮和肌肉和骨骼萎缩等现象。模拟土拨鼠冬眠设计的治疗方案，还可以避免士兵和事故受害者因流血过多而死亡。从这些小动物的身上，人们也许能够找到如何减少中风或心脏病发作风险的秘密，甚至找到如何更好地保存切断供血后保存于冰中的移植器官。
帮助人类战胜肥胖症
动物冬眠时，身体的一切机制几乎都要经历一番变化，在它们进入冬眠状态的数周甚至数月前，它们就要开始做好过冬的准备，最重要的一件事就是催肥，即尽快地胖起来。
“储存足够的脂肪是动物能够安然度过冬眠期的一个关键之处。”明尼苏达州德卢斯大学分子生物学家马修?安德鲁斯说：“它们将一个冬天的午餐都带在了身上。”一次性打包储存在身体里的“午餐”可称得上是世界上最特别的饮食，它们要靠这些脂肪度过一整个冬天。“10月份是它们最后晚餐的时间，之后它们一直不吃不喝，直到来年3月。”安德鲁斯说，更多的脂肪储存意味着有更大的机会存活到来年春天，“如果它们吃得胖乎乎的，肚子滚圆，就能够安然度过冬眠期。”
在冬季到来之前的几个月里，熊的腰围也在不断膨胀。弗罗贝尔研究的那些体重每天都在增加的棕熊，一天里就能吃下多达40公斤的蓝莓。如果人类如此暴食，显然会产生严重后果，包括肥胖症以及随之而来的心脏疾病、糖尿病和其他疾病的巨大风险。
弗罗贝尔和他的同事们追踪安在棕熊身上的无线电发射器或GPS定位装置发出的信号，冒险进入瑞典的荒原地区，深入了解迅速增肥是如何帮助斯堪的纳维亚的棕熊更好度过冬眠期的。
与熊近距离接触是一件非常危险的事情，即使是冬眠中的熊，在受到惊扰时，也会迅速暴起伤人，因此在冬天追踪研究棕熊的科学家们，会先从远处向它们发射飞镖，将它们先行麻醉之后再进行研究。而在夏天研究棕熊的科学家们则从直升机上将它们麻醉。
麻醉一头熊，大约需要5分钟的时间，科学家们最多可以有60分钟的研究时间。他们将熊从它们冬眠的巢穴中弄出来，给它们称量体重，测量体长，抽取血液样本，并通过一些小手术收集棕熊的脂肪和其他组织样本，并在一小时之内将被研究的熊安然送回到它们的巢穴中。
弗罗贝尔说，收集到的珍贵样本必须在24小时内进行分析，因此研究人员经常需要在雪地里，对血液中的胆固醇或蛋白质水平进行测试。有时需要在限定时间之内，将样品空运到丹麦的实验室里。另外如骨骼和动脉血管等，无法从活着的棕熊身上获得，只能通过合法狩猎季节期间被猎人打死的熊来收集样本。
最近的分析显示，北欧棕熊夏天时血液中的体内胆固醇水平对于人类来说也显然是偏高的，而在准备冬眠时更是大幅提高。弗罗贝尔和他的同事在研究报告中指出，即使是体内胆固醇含量极高的“非常非常胖”的棕熊，在冬眠期间的活动量也几乎为零，它们躺在巢穴中，血液循环变得极为缓慢，血管血流不畅。弗罗贝尔说，这种情况如果发生在人类身上，将导致动脉硬化，增加心脏病发作和中风的风险。熊是如何在体内储存了大量脂肪的情况下，仍然保持良好血管弹性的，我们目前还不得而知，但弗罗贝尔希望能找到一些对血管起保护作用的分子，让人类也能够像熊一样，不会因脂肪过多而导致动脉血管硬化。
帮助人类拥有强健骨骼
冬眠的熊可以睡上差不多半年时间，而不用担心胆固醇在动脉血管上积累起来造成动脉硬化，这是它们进化过程中获得的优势之一。 如果是人类，长期处于这种不活动状态中，显然会造成严重的后果，没有一定的体力活动，人体将无法继续保持结实的肌肉和强健的骨骼。随着年龄的增长，人们的骨质也在渐渐流失，女性在绝经之后，脊椎和髋骨的骨矿物质以每年1%至2％的速度迅速流失。常年卧床者，或太空失重的人骨矿物质流失更为严重，髋关节的骨矿物质每月流失速度达3%到4％。久坐或久卧不动的人还要承受褥疮和血栓的折磨和困扰，而熊等冬眠动物睡一整个冬天也没一点事，当春天到来时，它们重新活跃起来的时候，既不会出现血栓和褥疮，骨骼和肌肉也如以前一样强健有力。
研究人员丽塔?塞格尔冒险进入缅因州的荒野之中，想从北美黑熊那里学到冬眠期间如何保持骨骼健康的奥秘。她和她的同事们依靠春天时在熊身上安装的无线电跟踪项圈发出的信号，一直跟踪黑熊到它们的巢穴。
塞格尔对被猎人打死熊的熊爪和被麻醉枪击倒冬眠熊的爪子用X-射线检测进行了比较。她发现两者之间并无明显差异。这表明，与长期卧床不起的人类不同，睡了一冬天的冬眠熊的骨骼完全不受长期不活动的影响。
塞格尔是一位内科医生、缅因大学的生理学家，她和她的团队在熊血液中发现的蛋白质表明，冬眠熊的骨细胞活性不如春天活跃的熊。研究人员发现，冬眠的黑熊在较慢的骨细胞活动与骨质流失之间达到了一种平衡，由此始终保持着骨骼的强健。
熊的这种生理平衡技巧，已经部分应用在人类疾病治疗上面。例如，科罗拉多州立大学的生物医学工程师多纳休发现，黑熊的甲状旁腺激素可用来开发治疗人类骨质疏松症的药物。
帮助解决人类失血难题
12月初，约翰斯?霍普金斯大学医学院罗纳德?科恩的实验室里，大多数土拨鼠蜷缩成一个个毛茸茸的带条纹的小球，将脑袋缩在肚腹处奶黄色的毛皮里，正在酣睡之中。只见一只沉睡的土拨鼠的腹侧微微鼓起，然后又缩了回去，这是它的一次呼吸，然后，过了大约20秒时间，这只土拨鼠再次呼吸一次。一旦将这些土拨鼠放入模拟冬季的冰箱里，它们将进入“深度冬眠”的状态，每分钟心跳呼吸只有2到4次。
土拨鼠在冬眠中体温忽上忽下，在时睡时醒中反复循环，造成身体某些部分血流的反复中断和恢复，这种情况如果出现在人类身上，那麻烦可就大了。
对于人类来说，血液凝块、心脏病发作、中风、意外事故，甚至以某个固定的姿势久坐久卧，都有可能中断细胞所需要的血液供应，血流量降低、血液中缺氧，都会对身体组织和器官造成损害。而恢复供血时产生的副产品氧自由基，也会对构成细胞的蛋白质、DNA和脂肪造成损害，如果损害太严重，细胞就会死亡，并可能导致组织损伤或器官功能衰竭。缺血所引起的组织损伤是致死性疾病的主要原因，诸如冠状动脉硬化与中风。但许多证据表明，足以导致组织损伤的是在缺血一段时间后突然恢复供血（即重灌流），在创伤性休克、外科手术、器官移植、烧伤、冻伤和血栓等血液循环障碍时，都会出现缺血后重灌流损伤。
如果是夏天，土拨鼠也很容易受到这种破坏性影响，但进入冬眠的松鼠却一点也不会受到缺氧和血流量恢复时的种种影响。为了找出土拨鼠是如何应对在接近冰点和解冻之间的反复循环的变化的，安德鲁斯和他的同事将土拨鼠在夏季和冬眠时的基因活性进行了比较。
安德鲁斯说道，研究人员利用某种脂肪分解产物和褪黑激素合成的药物，有可能给失血过多的人提供及时的救助，如在战场上受伤的士兵或事故受害者，使他们能够坚持到获得输血救助的时候。在实验鼠身上对这种药物的测试研究发现，失血60％的老鼠，若未能得到及时救助，在一个小时之内就会死亡，而这种药物可让老鼠存活三小时以上。安德鲁斯和他的同事在报告中称，该治疗方案目前正在猪的身上进行测试，可能很快就将进入人体临床试验。
这种急救药物最终若是能够获得及时挽救生命的效果，这些不起眼的小小土拨鼠功不可没。它们的这种生存技能是进化赋予的，人类如果能学会它们的这种本领，将是一大福音。安德鲁斯说：“我一再对人们说，这一荣耀归于最基本的冬眠生物学。没有这些冬眠动物的启示，我们人类自己永远不会开发出这种药物来。”
对冬眠动物的进一步研究，有可能产生对人类意义重大的其他治疗方案。尽管人类不可能像动物那样进入冬眠的停滞状态，但我们拥有分子技术和各种分子设备，可以将从动物那里学到的冬眠本领，通过生物化学技术，研究开发出帮助人类应对各种困境，提高健康水平的药物和治疗方法。“我们已经知道，动物冬眠机制中隐藏着许多有益于人类健康的奥秘，关键在于我们要学会如何去运用它。”马丁说道。
（作者为自由撰稿人）