神奇的再生

来源 :科学大众(中学) | 被引量 : 0次 | 上传用户:loganhuang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
  独特的技能
  非洲刺毛鼠为了逃脱天敌追捕,它们自愿舍弃自己的小块皮肤来换取性命。设想一下:饥饿的狐狸正洋洋得意,它又逮住了一只毛茸茸的小动物。然而,“滋溜”猎物就像一块肥皂一样,从狐狸的利爪下滑走了。狐狸很错愕,它的利爪下只留下了一小块皮毛,而刺毛鼠早已逃之夭夭。
  美国佛罗里达大学的研究人员首先发现,要想捕获了这种刺毛鼠很难“拿捏”。当研究人员想捉住刺毛鼠时,它就会立刻舍弃皮肤,然后溜之大吉。起初,研究人员十分吃惊,非洲刺毛鼠的皮毛竟然如此脆弱,只需用手轻轻一抓,就能扯下一小块,而且是从外到里,包括表皮、真皮、皮下组织,以及首层肌肉(纤薄的肉样膜)在内的一整块鼠皮!我们知道,普通老鼠的皮被抓住后,只会如皮筋一样被拉长。一旦松手,它还会返回到原位。
  研究人员发现普通老鼠的皮肤抗拉扯韧性竟然是它们非洲表亲刺毛鼠的20倍。然而,这两种动物的真皮都是由同一种蛋白质构成。起初,他们对于这一现象百思不解。随着研究的深入,研究小组发现,非洲刺毛鼠和家鼠的区别也许并不在于它们的皮肤,而在于它们的毛!之所以叫“非洲刺毛鼠”,是因为它们背部的毛发很硬。但问题关键并不在表露的毛发,而是隐匿真皮的深处。皮肤的所有力学特性,尤其是韧性,皆与混合各种纤维的皮有关。其中,有一种非常特殊的结构名叫“毛囊”,毛发正是从那里生长出来的。非洲刺毛鼠的毛囊比它们实验室表亲的毛囊大得多:也就是说,它们的毛囊以及伴生的皮脂腺都占据着更大的空间;反过来就意味着维系皮肤连接的纤维所拥有的空间很小。因此它们的真皮非常脆弱,动不动就掉下一块!
  如何忍受伤痛?
  非洲刺毛鼠可以舍弃背部 60 %的皮肤,相当于你颈后到肋下的所有皮肤!可想而知,如果这种情况发生在你身上,你就必须立刻被送去“急救”了。因为皮肤和你的肾脏、肝脏一样,也是你身体的器官。你可以触摸到的表皮,是你身体抵御外界环境的第一道屏障。这些细胞不但可以避免不速之客入侵你的机体,也可防止你身体的水分流失。没有这一层保护,你将迅速脱水,且难以抵御对外界的各种侵袭。
  的确,皮肤脱落不仅带来伤痛,还会导致各种感染。非洲刺色鼠舍弃皮肤的做法看来相当的愚蠢。但神奇的是,它们似乎有超强的免疫力。在研究人员观察的所有实验室个体中,没有一例发生伤口感染。研究小组认为,刺毛鼠可能拥有一种特殊的抗菌蛋白,或是一个无比强大的免疫系统。要知道,如果我们受伤如此严重,我们通常会性命堪忧!
  只需一个月
  既然敢如此轻易地舍弃,那它们也一定可以再生这些皮肤。肌肉一旦暴露在外,愈合的工作就立马开始。首先是止血和结痂,结痂的下面,所有组织将会逐渐复原。3天后,能够抵御外界攻击的全新细胞层已经形成,伤口完全被其掩盖:这个速度是其他老鼠的3倍!在这段时间里,伤口的边缘不断收缩。两周内,95%的伤口将愈合,只有中心区域还留有一些损伤。
  对哺乳动物来说,伤口能够愈合并不稀奇,但非洲刺毛鼠做得更好:它们拥有再生能力。人类受伤的伤口也会愈合,但它们会留下伤疤。刺毛鼠再生的关键在于,伤口愈合后不会留下疤痕。痂盖的下面,构成真皮的主要物质——胶原蛋白与弹性蛋白纤维会重新生成。一般哺乳动物的修复比较简单,皮肤随机生成一层致密的纤维,它就是我们的疤痕。但非洲刺毛鼠不同,它们真皮中的新纤维会定向生长,血管和神经末稍也将会再生。不到一个月,它们的皮肤就完好如初。我们伤后愈合的新皮肤不会再长出毛发,因为无法像非洲刺毛鼠的真皮那样重现毛囊。这样刺毛鼠原先受伤的区域能够重新生长出毛发。当你再次看到它们,你绝不会想到它们曾经伤痕累累。
  拥有再生能力的哺乳动物十分少见,非洲刺毛鼠的再生能力是否仅仅局限于皮肤。研究小组为了找到答案,他们给实验室的刺毛鼠打了几个耳洞。同样,没过多久,耳洞愈合了,所有先前消失的组织都获得了再生:皮肤、毛发、脂肪细胞,甚至还有软骨!说到复杂多样的新组织再生,我们不得不提火蝾螈和墨西哥钝口螈的表现。它们甚至可以完美地再生一条断肢。在断肢处将会生成一些特殊的细胞,这些细胞不断增生,逐渐演变成骨细胞、肌细胞、神经细胞、皮肤细胞,最终成为一条新肢。非洲刺毛鼠是否也拥有可以生成任何组织的相似细胞呢?非洲刺毛鼠耳朵愈合的过程中,确实发生了—些令人惊讶的细胞增生:其毛囊再生的过程,与胚胎发育机制无异。尽管如此,非洲刺毛鼠奇迹般的再生能力,还存有诸多细节有待研究。
  谜团仍未解开
  放弃自己身体一部分为了求生,在动物世界里这是一种普遍行为。甚至这种行为还有一个专有名词“自割”。比如,蜥蜴在紧急情况下会舍弃它们的尾巴。而且,许多动物具备再生能力:斑马鱼、水螅、蝾螈等。但哺乳动物物的情况有所不同,除了非洲刺毛鼠,其他物种并不以此见长。当然,人类并非完全没有修复能力,你能够有限“再生”。生活中,我们的皮肤很容易被割破,但我们并没有浑身都是伤疤!显然,我们没有金刚那样的超强恢复能力,身体只能应付既不太大又不太深的伤口,损坏区域周边的存活组织将会迅速弥合伤口。如果伤得更严重一些,你的机体就会为你留下一道伤疤。如果你的皮肤受到了深层大面积破坏,由于伤势过重,伤口将无法自行愈合,伤口的面积也不会自行缩小。对我们人类来说,凭空修复大面积的皮肤需要的时间太长,因此,我们不得不在外科医生的帮助下,将健康区域的皮肤植入损坏区域内,甚至有时候,一些伤口永远无法愈合!
  然而,人类的每个器官各不相同,其中有一些的恢复能力很强:人类肝脏被摘除一小块后,将会对缺损部分进行自我修复,肝脏最终将恢复到原始大小。我们可以利用修复能力较强的器官的细胞来弥补其他器官修复能力的不足。比如,牙龈细胞的恢复能力比普通皮肤细胞更强,因此它们可以帮助伤口修复表皮和真皮。尽管相对于非洲刺毛鼠既快速又不留后遗症的愈合能力,我们确实存有差距,但一些科学家认为,我们同样拥有潜在的处于休眠状态的再生能力。事实上当哺乳动物仍处于胚胎期的时候,它们的伤口完全可以自行愈合,并且不留任何伤疤。目前,科学家不清楚为什么人类出生后这种能力就消失了。
  通过详细研究非洲刺毛鼠的再生机能。我们一定会对自己的潜能了解的更深。研究人员已经找到了蛛丝马迹,促使非洲刺毛鼠毛囊再生的基因已经被找到。如果,这一线索得到证实,那么将来,只需要在恰当时候开启或关闭相关基因,我们就能帮助包括人类在内的其他动物再生已被破坏的身体组织。当然我们还需要更多的研究才能证实非洲刺毛鼠是否可助再生医学一臂之力。
其他文献
电视购物作为对传统商业模式的补充,其方便、快捷的特点已被不少消费者认可。但由于商家的良莠不齐和监管盲区等原因,一些恶意侵害消费者权益的事件也时有发生。视觉忽悠消费
A new necessary conditions for separability of mixed states in bipartite and multipartite quantum systems of arbitrary dimensions are presented. This method req
期刊
电热元件的表面温度无论对于厂方还是用户都是一个重要的数据。过去,我们是通过仪表测量得到的,但是这种实验的方法精度差,而且在没有仪表或是新产品设计时显得束手无策。在
皮肤低分化恶性梭形细胞肿瘤的诊断非常困难,尤其是低分化梭形细胞鳞状细胞癌(spindle cell squamous cell carcinoma,SpSCC)与非典型纤维黄色瘤(atypical fibroxanthoma,AFX
Room-temperature ferromagnetic Mn-doped ZnO films are grown on Si (001) substrates by plasma enhanced chemical vapour deposition (PECVD). X-ray diffraction meas
期刊
The propagation of longitudinal acoustic waves in weakly compressible elastic media permeated with air bubbles is investigated on the basis of the radial pulsat
期刊
The effects of thermionic emission on dust-acoustic solitons with a very small but finite amplitude in a dustelectron plasma are studied using the reductive per
期刊
Thermal hysteresis in the resistivity of La2/3 Ca1/3MnO3 thin films grown on tilted SrTiO3 substrates is simulated by using the random network model on the basi
期刊
“青年者,人生之王.”衣食无忧的青春年华当怎样度过?这个问题我一直没想明白.有一天,父亲推荐我读《习近平的七年知青岁月》.我原以为是政治理论书,一定晦涩难懂.可翻开书后
期刊
□人文学科世纪回顾与展望漫谈伦理道德季羡林 ( 1)……………………………………………现代语境中的大学精神及其悖论何中华 ( 1)………………………现代中国文学制导性传统
期刊