南极鱼是血液兴奋剂冠军

为了在寒冷环境中保持活跃,裸盖鱼会大幅调整血液中的氧气

裸盖鱼。

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职业体育中禁止使用血液兴奋剂来提高成绩。运动员可以使用这种技术,通过例如输血,用更多携带氧气的红细胞来为肌肉提供能量。但是许多动物会自然地进行兴奋剂:绵羊、海洋鱼类和马匹可以在体力消耗大的情况下将血液的载氧能力提高 16% 到 74%。现在一项研究表明,一种名为裸盖鱼的南极鱼可以将其载氧能力提高 200% 以上,以便在寒冷的水域中积极生活。

像大多数南极洲本土鱼类一样,裸盖鱼的血液中含有抗冻蛋白,可以帮助它抵御极度寒冷。但是这些蛋白质,连同红细胞 (RBC),会使血液粘稠且难以循环。一些南极鱼类通过完全消除红细胞来适应,通过鳃和皮肤直接从水中吸收氧气,以便被动地等待猎物。然而,裸盖鱼积极地在表层冰下游泳,追逐磷虾和其他甲壳类动物,同时躲避企鹅和海豹等捕食者。“对于这种行为,你需要为肌肉提供[更多]氧气,” 瑞典哥德堡大学心血管生理学家、一月份发表在《实验生物学杂志》上的这项新研究的合著者 Michael Axelsson 说。

科学家比较了从在玻璃缸中放松的裸盖鱼身上采集的样本与从他们用塑料管“追逐”的鱼身上提取的样本中的红细胞水平。休息的动物的红细胞水平为 9%,而运动的动物为 27%,表明后者的血液载氧能力增加了 207%。Axelsson 说:“我们见过的[其他]鱼类中,没有哪种鱼类能将红细胞数量增加一倍以上,或在休息时将其数量降至如此低的水平。” 他补充说,这种低水平降低了裸盖鱼心脏的压力。鱼的脾脏储存红细胞,研究人员发现,为了将更多红细胞喷射到血液中,脾脏收缩,重量减轻了 41%。


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红细胞水平的巨大变化最初让 Scripps 海洋研究所的海洋生物学家 Gerald Kooyman 感到惊讶,他没有参与这项研究。然而,他指出,这些动物最初的血细胞较少,因此维持红细胞数量增加三倍的循环并不那么困难。例如,如果一只潜水的威德尔海豹将其红细胞水平从 40% 提高到 90%,那么它的血液将变得非常难以泵送。

然而,裸盖鱼确实要为其能力付出代价。通过将探针连接到每条鱼的主动脉,科学家们发现,在活跃的个体中,血压高了 12%,心脏工作强度高了 30%。心脏可以在安静的时候休息,但是当裸盖鱼需要用力时,Axelsson 说,“这些鱼必须承受[更多]红细胞带来的略微更高的后果,因为它们需要更多的氧气。”

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