動物冬眠會對染色體產生負面效應

科技日報北京10月17日電 （記者顧鋼）許多哺乳動物通過冬眠來度過寒冷季節。冬眠動物體温越低，越可以減少能量消耗。但這不全是好處，奧地利維也納獸醫大學的一項最新研究發現，較低的温度易增加染色體端粒收縮，從而可能加速細胞死亡。要避免這一結果，動物需要消耗大量能量才能修復細胞。

研究人員發現，在冬眠期間，較低體温的哺乳動物可以減少90%以上的體能消耗。在缺乏食物的情況下，減少能量消耗對動物生存是非常有益的。但是動物低温狀態下冬眠會引起諸如染色體端粒收縮的問題。在對林睡鼠和花園睡鼠實驗中發現，在較高體温下越冬的睡鼠有更長的端粒，但也消耗更多的能量。研究人員朱莉婭⋅諾瓦克解釋説：“這似乎是在維持完整的染色體端粒及細胞存活，與通過低體温下冬眠來最大限度減少能耗之間找到一個折中方案。”

研究人員還發現，林睡鼠和花園睡鼠在不同温度下冬眠，其染色體端粒縮短存在顯著差異。它們在實驗室中分別被置於3℃和14℃的冬眠狀態，14℃時睡鼠比在3℃時消耗更多能量，而染色體端粒在14℃時比3℃要好得多。這一新認識支持了迄今被廣泛接受的關於冬眠也有代價的假設。

諾瓦克認為：“深度冬眠與細胞水平的成本有關，也就是説，端粒縮短後恢復其長度，必須以動物的體能消耗為代價。以前的科學假設可能高估了動物深度冬眠可以減少體能消耗的好處。”

冬眠儘管具有許多優點，但研究也發現其存在相關問題。由於免疫功能下降，反應減慢，氧化應激增加，動物從冬眠中頻繁醒來還會導致能量儲備的快速減少，而新陳代謝的上調與活性氧化合物的產生有關，後者會導致端粒更快地縮短。

端粒的長度通常被用作衰老的標誌，在每次體細胞分裂後都會縮短。如果其長度無法恢復，則細胞最終死亡。而在冬眠期間，破壞了端粒的恢復。

這項研究對人類醫學也具有重要意義，研究表明，人類的慢性壓力會加速端粒縮短。相反，生活方式的改變會減慢端粒的縮短，從而對細胞以及整個生物的衰老過程產生積極影響。