一项新的研究发现,象海豹的血液中自然产生的一氧化碳水平异常高——一氧化碳是一种有毒气体,在高浓度下会致命。事实上,研究人员表示,在这些大型哺乳动物血液中发现的一氧化碳量与每天吸 40 支或更多香烟的人大致相同。
一氧化碳是一种无味无色的气体,在人类和动物体内自然少量产生。科学家们不确定为什么象海豹的血液中会有如此出乎意料的高水平气体,但研究人员认为这可能保护动物在深海中觅食时免受伤害。
加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所的比较生理学家、研究负责人迈克尔·蒂夫特说,在人类和动物体内,一氧化碳是血红蛋白分解的副产品,血红蛋白在全身的红细胞中携带氧气。[图集:加利福尼亚州深潜象海豹]
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一氧化碳与血红蛋白结合,有效地使蛋白质窒息,阻止其运输氧气。在健康的成年人中,大约 1% 的血红蛋白与一氧化碳结合。但研究人员表示,在象海豹和长期重度吸烟者(他们暴露于燃烧和吸入烟草产生的一氧化碳)体内,一氧化碳使血红蛋白失效的量可能高达 10%。
蒂夫特告诉 Live Science:“众所周知,象海豹是所有哺乳动物中血液容量最高的,因此我们知道它们有可能产生大量一氧化碳。” “当我们研究血液中的一氧化碳水平时,我们怀疑可能有很多。”
然而,研究人员表示,虽然象海豹的血液中似乎一氧化碳水平升高,但这种气体的浓度并不高到足以造成伤害。
蒂夫特说:“象海豹体内的一氧化碳水平不足以抑制氧气运输或导致一氧化碳中毒。”
一氧化碳无色无味的特性使其赢得了“沉默杀手”的美誉。当这种气体侵入高达 20% 的血红蛋白储备时,人类通常开始遭受一氧化碳中毒的影响——头晕、头痛和其他类似流感的症状。蒂夫特说,当气体使超过 50% 的血红蛋白储备失效时,通常会致命。
研究人员和他的同事在加利福尼亚州圣克鲁斯附近的安诺努埃沃州立保护区采集了 24 只象海豹的样本,这些海豹的年龄从幼崽到幼年到成年不等。
研究人员不确定为什么象海豹自然产生较高水平的一氧化碳,但怀疑这可能与动物的惊人的潜水能力有关。这些哺乳动物可以潜入海面以下 5,000 英尺(1,500 米)以上,屏住呼吸并令人印象深刻地长时间节省氧气。
蒂夫特说:“象海豹在潜水时会关闭特定器官和组织的血液供应。” “最近,我们发现低水平的一氧化碳可以治疗某些肌肉供血中断的情况。”
因此,一氧化碳可以保护象海豹免受再灌注损伤,这种损伤发生在持续缺氧后血液返回组织时。
蒂夫特说:“我们不能肯定地说一氧化碳对象海豹具有治疗作用,但它绝对有可能。” “如果它们没有这么高水平的一氧化碳,我们有可能看到再灌注造成的损伤。”
研究人员正在通过研究其他潜水和非潜水动物(包括海狮、企鹅和陆地鸟类)来检验这一假设。
蒂夫特说:“我们想知道,所有海洋哺乳动物体内都存在高水平的一氧化碳吗?是深潜者还是潜水者和非潜水者都有?”
这项新研究的结果今天(5 月 14 日)在线发表在《实验生物学杂志》上。
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