雪橇犬燃脂秘诀

破解长距离竞速犬的代谢秘密

拉里是领头犬,它兴奋地摇着舌头和尾巴,于三月在阳光明媚的阿拉斯加州诺姆跨过终点线——此前它奔跑了1131英里,连续第三年赢得艾迪塔罗德狗拉雪橇大赛。在大多数凡人看来,拉里看起来像是一只快乐但平淡无奇、瘦骨嶙峋的杂种狗。对于雪橇犬的赶橇人来说,他是一位无需介绍的迷你传奇。对于科学家来说,拉里可能掌握着一个生理学谜团的关键。

具体来说,雪橇犬似乎拨动了一个内部开关,急剧改变了它们燃烧脂肪卡路里的方式,使它们能够不停地前进,并且没有明显的痛苦。弄清楚这种机制如何运作可能对人类糖尿病患者和与肥胖作斗争的人们具有启示意义。

研究人员在2005年首次发现了这种代谢开关,当时由俄克拉荷马州立大学的迈克尔·戴维斯领导的团队——他已经研究雪橇犬的代谢、胃肠道、呼吸和血液系统10年了——在阿拉斯加州一家专业的赛犬场进行了一项对照研究。赶橇人让狗连续四到五天参加模拟的100英里比赛。每跑100英里,研究人员从狗的腿部肌肉中取出火柴棍大小的样本(每个约60毫克),以测试蛋白质水平、酶活性和糖原(一种淀粉样化合物,可储存能量以快速释放)。


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事实证明,糖原是代谢开关的关键部分。在比赛的头几天,雪橇犬从肌肉细胞内储存的糖原中获取能量。但是,动物并没有耗尽糖原储备并使肌肉疲劳,而是突然转向节省糖原的代谢方式。它们开始从肌肉外部的来源获取能量。

戴维斯认为,肌肉细胞开始直接从血液中提取脂肪,并以某种方式将这种脂肪跨细胞膜运输到细胞中,在那里它可以被燃烧作为燃料。在比赛期间,脂肪会在雪橇犬的血液中积聚,这很可能是由于高脂肪的比赛饮食所致。每只50磅重的犬每天消耗约12,000卡路里(通常为60%的脂肪和40%的碳水化合物和蛋白质)。

密歇根州立大学的运动生理学家雷蒙德·乔治认为,雪橇犬的肌肉细胞能够很好地利用这种脂肪,因为它们具有比其他动物更高的线粒体密度——更多的细胞动力工厂。谜团在于血液中的脂肪最初是如何进入细胞的。戴维斯说,越来越多的证据表明,脂肪沿着与葡萄糖相似的途径被运输到细胞中,而激素胰岛素起着关键作用。研究人员正在探索雪橇犬对胰岛素的敏感性,以更好地了解这种途径。

育种可能与代谢开关的形成有很大关系。拉里是一长串赛犬的后代。“我的狗的血统可以追溯到100年前,”拉里的主人、传奇赛犬赶橇人兰斯·麦基说,他是唯一一位在同一年用同一支狗队赢得长距离艾迪塔罗德和育空探索赛的人。“它们是混血品种——杂种狗——但它们是为了奔跑而培育的。”

然而,选择性育种可能不是全部原因。狗可能通过强化训练学会了按需切换代谢策略。如果是这样,那么研究人员可能会更容易地将他们从犬类身上学到的知识应用于参加耐力赛的人类,或者寻求治疗糖尿病或肥胖症的人。例如,如果研究人员能够查明提高身体对胰岛素的敏感性或更好地利用在肌肉组织中积聚的脂肪的机制,那么这些患者可能会受益。

今年,麦基以有史以来最悬殊的优势之一赢得了艾迪塔罗德大赛,比最接近的竞争对手领先了整整八个小时。然而,在参加了九年生命中的八年后,本届艾迪塔罗德大赛将是拉里的最后一次。今年年底,它将正式从比赛中退役,以获得当之无愧的(即使是不需要的)休息。

犬类健康的挑战
艾迪塔罗德狗拉雪橇大赛的严酷考验,即一名赶橇人和一支由12至16只狗组成的队伍在16天内覆盖约1150英里的路程,对运动员的健康造成了损害。平均而言,每年有三只狗在比赛中死亡;2009年,这一数字翻了一番。一些动物权利组织批评该赛事是残忍的。在这个兴奋剂运动员盛行的时代,一些观察家也想知道是否涉及类固醇。

为了监测狗的健康状况并观察是否使用兴奋剂,志愿者兽医会在跑步期间进行观察。例如,在艾迪塔罗德大赛中,一架专用飞机跟踪犬类,并在没有警告的情况下采集狗队的尿液样本进行药物检测。赶橇人必须将生病或受伤的狗带到下一个检查站进行治疗,并在没有那只狗的情况下继续比赛。他们必须至少有六只跑动的狗才能完成比赛。

注:本文最初以“雪橇犬科学”为标题发表。

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