長頸鹿如何巧妙地解決高血壓危機?

2021年08月11日10:32

  8月11日消息,據國外媒體報導,由於長頸鹿身高較長,它們的血壓高得驚人,但它們特殊的身體機製卻避免了困擾高血壓患者的諸多健康問題,它們是怎樣做到的呢?

  對於大多數人來說,長頸鹿只是可愛的長頸類型動物,人們對長頸鹿的瞭解是通過動物園和非法狩獵清單,但對於心血管生理學家而言,長頸鹿還有更多的身體秘密,事實證明,長頸鹿解決了一個每年導致數百萬人死亡的問題——高血壓。長頸鹿解決高血壓的方案,迄今科學家只瞭解一部分,例如:加壓器官、改變心律、血液儲存,這與長腿護襪的生物學作用十分相似。

  長頸鹿血壓高是因為它們的頭部位置較高,成年長頸鹿頭部距離地面大約6米,心臟抵抗重力泵血的壓力很大,畢竟心臟泵血延伸至身體各處的距離很長。長頸鹿腦部血壓達到110/70,這與大型哺乳動物的血壓值相近,心臟血壓達到220/180,然而現實生活中長頸鹿並未受到血壓的影響,如果人類承受這樣的血壓值,將出現各種各樣的健康問題,例如:心臟衰竭、腎衰竭、腳踝和腿部腫脹等。

  對於人類來說,慢性高血壓會導致心肌增厚,每次中風之後,左心室會變得僵硬,無法再次泵血,導致舒張性心力衰竭,其特徵是疲勞、呼吸短促和運動能力下降,該類型高血壓又會導致人類出現心力衰竭。

  心臟病學家和進化生物學家檢查長頸鹿的心臟時發現,長頸鹿的左心室確實變厚了,但並未出現類似人類心臟的硬化或者纖維化。同時,研究人員還發現長頸鹿有5種與心臟纖維化相關的基因發生了突變,與該發現一致的是,2016年研究人員在檢查長頸鹿的基因組時,發現了幾個長頸鹿獨有的基因變異,這些基因與心血管生長、血壓和代謝循環有關。2021年3月,另一支研究小組報告稱,發現了與心臟纖維化相關的長頸鹿特定基因突變。

  長頸鹿還有另一個避免盡力衰竭的技巧:它的心電節律與其他哺乳動物不同。長頸鹿的心室充盈期延長,這使得心臟每次跳動都泵出更多的血液,儘管長頸鹿心肌壁較厚,但血液泵送也很慢。但是當人們看到長頸鹿逃脫捕食者攻擊的場景,就會意識到長頸鹿已解決了這個問題。

  目前研究人員將注意力轉向長頸鹿似乎已解決的另一個問題——懷孕期間的高血壓,該症狀被稱為“先兆子癇”。對於人類而言,如果出現該症狀將導致嚴重的併發症,容易導致肝損傷、腎衰竭和胎盤脫離,然而長頸鹿似乎安然無恙。研究人員開始觀察長頸鹿孕期胎盤特徵是否具有獨特的適應能力。

  人類高血壓患者容易在腿部和腳踝處出現令人煩惱的腫脹,因為高血壓狀態會迫使人體水分從血管中流出,進入組織之中。但人們仔細觀察長頸鹿細長的腿部,就知道它們巧妙地解決了該問題。

  為什麼我們看不到長頸鹿腿部出現腫脹?它們是如何抵禦高血壓帶來的身體負面影響?長頸鹿採用護士對高血壓患者相似的減緩措施來消除腿部腫脹:“長腿護襪”。對於人類高血壓患者而言,長腿護襪是緊繃、具有彈性的打底長襪,這樣可以壓縮腿部組織,防止組織液體積聚,而長頸鹿腿部緊密的結締組織具有類似的效果。

  長頸鹿膝蓋附近有厚壁動脈,可起到血流限製的作用,這可能會降低四肢的血壓,就像園藝噴水軟管的一個扭結,會使扭結之後的軟管部分水壓下降。然而,目前還不清楚長頸鹿是否會依據需要開啟或者關閉動脈來調節小腿的血壓。當長頸鹿在原地一動不動時,它可能會關閉腿部膝蓋之下的括約肌,這是非常有趣的事情,但具體細節我們還沒有研究清楚。

  針對長頸鹿還有很多其他疑問:當長頸鹿低身喝水後抬頭時,大腦血壓是否急劇下降?為什麼長頸鹿不會暈倒?

  當人們彎腰低頭突然站立抬頭時,通常會出現明顯的眩暈感,而長頸鹿是如何解決該問題的呢?研究人員認為,至少部分原因是長頸鹿可以緩衝血壓的突然變化,在被麻醉的長頸鹿身體上,可用繩子和滑輪將長頸鹿頭部升起和下降,他們發現,當長頸鹿頭部垂下的時候,頸部的大靜脈會有血池,可儲存1升以上的血液,暫時減少了返回心臟的血量。由於可用的血液較少,當頭部垂下的時候,心臟每次跳動產生的壓力較小,當頭部再次抬起時,血池儲存的血液會突然湧回心臟,而心臟會做出強有力、高壓反應,幫助血液泵回大腦組織。

  目前還不清楚該機製是否存在於清醒、自由活動的動物身體上,研究團隊將傳感器植入自由活動長頸鹿的身體,並記錄了相關的血壓和流量,希望很快就能找到答案。

  那麼,我們能從長頸鹿身體上學到醫學教訓嗎?這些觀點尚未產生具體的臨床療法,但這並不意味著它們不會,儘管其中一些觀點可能與人類高血壓無關,但可能有助於生物醫學家以新的方式思考該問題,並找到治療疾病的新方法。(葉傾城)

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