关于人类冬眠以及冬眠条件应用价值探索__本科论文

1、关于人类冬眠以及冬眠条件应用价值探索目录.、八、-前 ，：2二人类冬眠的例子32.1 拐E威人,32.2 日本人,32.3 加拿大人32 4中国人32 5瑞典人42.6不同冬眠人的对比表4. 三人类冬眠条件的探索6 3.1 动物冬眠6 3.2动物与人类冬眠条件的对比表73.3 科学家的探索83.4 冬眠的诱导因素93.5 冷冻与冬眠10四当下人类冬眠的价值11 五未来人类冬眠的应用与价值11六 总结士1213.、八、-刖言自工业革命以来，科技飞速发展，物质文明上升。随着经济的突飞猛进，人们的生活水平不断提高，凡事则利弊均衡。也正是如此，快节奏的生活，人们的身体健康被过早的透支，被损耗。但问题的

2、关键是科技发展故然飞速，矛盾的是很多疾病仍旧无法治愈，人们不但忍受着病痛的折磨，还饱受心理和精神上的煎熬。此外由于人身体所承受的极限，近年来世界所关注的航天事业也颇受阻碍。 若能巧妙的避免这一缺陷，那将是更大的进步，对此，我们想到动物尚可假死，为何人类不可？关于人类冬眠以及冬眠条件应用价值的研究与探索在动 物中，两栖类动物大多需要冬眠，类似于蛇、蜥蜴、乌龟等，一旦到了冬天就会自己找窝爬 进去冬眠。动物的冬眠是一种奇妙的现象。近些年来在世界各地出现了很多人类冬眠的事件， 不禁引发我们对冬眠的重新认识和研究。冬眠是动物特有的生存方式吗？动物为了自我保护选择了冬眠，人类在特定的条件下能否进入冬眠状态

3、从而生存下来呢？研究发现在冬眠状态下的动物体内含有特定的冬眠因子，那么在人体体内也是否存在还未被确定的冬眠因素，如若存在，在怎么的特定条件下才会诱导进入冬眠呢？如果人类冬眠技术研究成功，我们将会迎来星际曙光，在医学方面也将会是一大突破。通过对人类是否能冬眠的探究，及其条件的探索，总结出冬眠在医学方面的应用，人类在航空航天方面的应用以及能源问题。为科学， 医学开辟一片新天地。2人类冬眠的例子2.1挪威人人类“冬眠”的例子屡见不鲜。1999年，曾经有一位挪威滑雪者不幸被 埋在雪下1个多小时，在获救后人们发现他的心脏已经停止了跳动，体温也 从正常的37C降到了 13C，但是他最终还是通过治疗活了过来

4、。2.2日本人35岁的日本男子内越光高在登山途中不慎坠落深谷，在没吃没喝的情况 下昏睡了 24天，等救援人员找到他时，他的体温只有 22C，但依然还活着 医生认为他当时进入了一种类似“冬眠”的状态，除了脑部活动仍继续外， 身体其他器官的新陈代谢都几乎停滞。经过 2个月治疗后，他奇迹般地重返 工作岗位。2.3加拿大人2001年，刚刚学会走路的加拿大幼童艾丽卡诺德比在一个寒冷夜晚竟 然自己糊里糊涂地走到室外，当她被母亲找到时，全身已经冻僵了。小艾丽 卡被紧急送往医院，经过检查，医生宣布她已经“临床死亡”，因为她的心 脏已经停止跳动两个多小时，体温已降至 16C。但医院抱着试一试的想法， 为艾丽卡实

5、施解冻。令人不可思议的是，最后艾丽卡真的苏醒过来了！2.4中国人61岁的陈鹏程是土生土长的福建龙津村人，据老陈自己回忆，生平他没 去过什么地方，最远到过漳州。一辈子没干什么特别的事情，做得最多的事 情大概就是睡觉了，老陈每年一觉睡数月，已经持续十多年。除了睡觉，抽 烟是老陈平常唯一的嗜好。老陈依稀记得，第一次“冬眠”时，母亲还未过世，但具体是哪年已记不清了。“当时只觉得很累，浑身无力，很想睡觉，倒头便呼呼大睡。”没想 至叽他一觉醒来，母亲就告诉他，他这一觉睡得太长了，怎么叫也叫不醒。他每回“冬眠”持续的时间，没什么规律，据他回忆，有时是十来天， 有时是两三个月。2002年的“冬眠”发生在农历九

6、月中旬，那时晚稻还没收 害叽陈鹏程回忆说，那个时候，他感觉很累，没力气再去劳作了，就呆在家 里昏昏欲睡，困得不行了的时候，躺下就开始大睡，没想到这一睡，消磨了 近四个月时间，2.5 瑞典人科学网()讯 北京时间5月25日消息，早在二月，欧洲遭到大 雪的袭击，当时许多人因此受难。在瑞典有一位被暴雪覆盖而困在汽车中的 人，被发现时已经过去了 2个月时间，但他却奇迹般的生存下来。根据医生 检查，此人身体正常没有不适现象，而被雪覆盖后，他的核心体温下降到31C 左右，低于人类的正常体温，而这种现象与动物界中的冬眠极为相似。2.6不同冬眠人的对比表冬眠者冬眠时身体状况冬眠地点冬眠时间环

7、境冬眠时体温/摄氏度苏醒身体状况挪威滑雪者心脏停止 跳动，体温 下降挪威雪地一个多小时被埋雪下13通过治 疗活了 过来内越光高除脑部活 动，其他器 官的新陈 代谢都几 乎停滞日本山中深谷24天坠落深谷22治疗后重返工作岗位艾丽卡.诺比德心脏停止 跳动，体温 下降加拿大室外两个多小时寒冷夜晚16苏醒过来陈鹏程浑身无力福建龙 津村家 中四个月农历九月中旬醒来依旧务农困在汽车里的人被暴雪覆盖的汽车中两个月大雪袭击31奇迹般 的生存 下来由此可见人类冬眠也不无不可，只是条件还有待探究，人类是哺乳动物，故 可以通过探索动物的冬眠条件来进一步了解人类冬眠所需的自然条件及自身条 件。由挪威滑雪者和艾丽卡可明

8、显出冬眠时外界环境温度很低； 由陈鹏程可知外 界温度不是很低亦可冬眠，暂且假设是自身问题即基因问题。 人类可进入和动物 一样的冬眠状态。冬眠期间身体大部分器官的代谢活动基本停滞， 心脏停止跳动， 下来对比动物冬眠身体状况及外界环境继续探索。3. 人类冬眠条件的探索3.1动物冬眠动物的冬眠，完全是一项对付不利环境的保护性行动。通常，对于一般的动物来说，引起动物冬眠的主要因素：一是环境温度的降低，二 是食物的缺乏，三是冬眠素和基因的作用.即这些情况共同作用会导致动物冬 眠.每当气候渐渐变冷，食物缺乏的时候，许多动物就进入冬眠，进行断食辟 谷调整机体，减少机体新陈代谢，使其维持在一个比较低的基础代谢

9、消耗，以 期获得更大的生存空间，从而适应变化的内外环境。所以，冬眠现象是动物生 存斗争中对不良环境适应的一种方法。科学家们通过实验证明，动物冬眠会引起甲状腺和肾上腺作用的降低。与 此同时，生殖腺却发育正常，冬眠后的动物抗菌抗病能力反而比平时有所增加， 显然冬眠对它们是有益的，使它们到翌年春天苏醒以后动作更加灵敏，食欲更 加旺盛，而身体内的一切器官更会显出返老还童现象。由此可见，动物在冬眠时期神经系统的肌肉仍然保持充分的活力，而新陈代谢却降低到最低限度。另外,近年来，美国科学家终于揭开了这个奥秘。 实验证明，在一些动物的 血液中存在着一种能够诱发动物冬眠的物质。经过无数次试验，科学家终于提 炼出

10、了这种诱发物质，这是一种类似荷尔蒙的特殊蛋白质，被称为“冬眠激 素”。科学家指出，动物冬眠是为了保持体内的能量、避免冻饿的一种对不利环境条件的适应和“自救”方式， 寒冷、饥饿、疾病对冬眠动物是无能为力的。最近，美国科学家发现了动物冬眠的机理。北卡罗来纳大学的研究人员在 黄鼠身上鉴别并绘制出了启动动物冬眠的两个基因，这两个基因控制合成对于 冬眠至关重要的酶。据当地媒体报道，该校马修安德鲁博士等人，利用在黄鼠体内找到的一 种基因，控制合成了胰腺甘油三脂酶，这种酶能分解以脂肪酸形式储存在体内 的甘油三脂，然后将之转化成作为黄鼠冬眠时能量来源的脂肪。另一种基因则 控制丙酮酸盐脱氢酶、激活酶和同功酶的合

11、成，这些在饥饿时候被激发的酶， 能帮助保持体内的葡萄糖储备，在冬眠开始时或即将开始前，两个基因都在黄 鼠的心脏中得到了表达。研究人员还发现，这些基因与在非冬眠动物身上找到 的对等基因，几乎是一致的，但它们在冬眠与非冬眠动物身上的表达不一样，所以具有该基因的动物更容易发生冬眠反应。3.2动物与人类冬眠的条件对比表动物人类冬眠原因1,环境温度降低1,环境温度低2，食物缺乏2,个体自身原因3,冬眠素与基因作用冬眠时1,减少机体新陈代谢1,心脏停止跳动身体状况2,甲状腺和肾上腺作用的2,大脑继续活动降低。生殖腺发育正常3,其他器官代谢基本停滞3，抗困抗病能力比平时增加苏醒时1，动作更加灵敏照常工作暂未

12、发现明显的异常现身体变化2,食欲更加旺盛象3,身体内的一切器官更会显出返老还童现象科学探究1, 两种基因（酶）有同种基因2, 一种分解甘油三脂转化为脂肪3, 另一种保持体内的葡萄糖储备通过上述对比发现，人类冬眠不仅需要过低的外界环境， 更需要能够维持体 内能量的酶。哺乳动物是一类具有高代谢率的恒温动物，它们可通过自身体内氧化代谢 产热在较大的环境温度范围内维持高而相对恒定的体温 ，其体温具有周期性节 律变化的特征。冬眠是动物在进化过程中形成的一种应对寒冷、食物缺乏等恶 劣环境的生物学习性。冬眠时动物的体温会大幅度下降，这种低体温是动物主 动调节的。冬眠的哺乳动物，不论是在冬眠季节还是非冬眠季节

13、，表现出的体温 都是在中枢神经系统调节下产热和散热效应综合作用的结果，其机理和产热特 征一直是研究的热点。3.3科学家的探索哈桑？阿拉姆是马萨诸塞州总医院的外科创伤研究专家，也是美军的医学 顾问。他目前正在研究如何让遭受重创的病人在被送往医院的途中进入“休眠”状态，为最后的救治争取时间。根据他提出的观点，救护车上应当配备生 理盐水，这样当因车祸受重伤的病人因血液中钠元素过度流失造成血浆浓度下 降的时候，可以在现场输入一定浓度的生理盐水暂时提高血浆黏稠度。这会使病人体温从37C迅速下降到10C，并使新陈代谢变慢，延缓创伤性休克的发 生和伤口的恶化。这几十分钟“休眠”就可能拖住死神的脚步。据报道，

14、欧洲宇航局目前正在投入大笔资金研究让宇航员 “冬眠”的太空 科技项目，该项目被称为“太空旅行的圣杯”。一旦科学家发明出让人“冬眠” 的方法，那么宇航员就可以在一种“假死状态”中进行为期数月甚至数年的太空旅行，根本不需要在太空船上消耗太多的生活必需品。欧洲宇航局科学家希望，如果这种“冬眠系统”及时发明出来，那么他们将在二。三三年发射飞船， 派人类登陆火星。如果宇航员是处在“冬眠”状态下，对食物的需求将大大减 少，同时新陈代谢也将减慢，宇航船将会变得更轻，可以携带更少的燃料。其实在医学界很早就已经意识到低温在医学上的作用了，比如说，在脑 部或心脏手术的过程中通过人为的降低温度可以使器官代谢下降，从

15、而降低手术的风险性。但温度不可降的过低，否则会造成不可逆的伤害。一般来说，28C 是个极限温度，手术中器官或组织温度低于此温度手术风险会成倍增加。让人类冬眠，科学家们的方案之一是使用一种叫做“戴德勒”（DADLE的物质。试验表明，即便是在夏天，给松鼠注射这种物质后，它们也会进入冬 眠状态。在非冬眠类动物身上也能产生同样的效果。据此估计，这种物质能使 细胞分裂的速度放慢，细胞其它生理活动的强度都将降低。这意味着，它很可 能也会将人体细胞带入休眠状态。3.4冬眠的诱导因素冬眠是某些动物抵御寒冷、维持生命的特有本领。专家指出，动物冬眠可 能是它们体内的某种物质调控的结果。美国科学家在冬眠动物血液里发

16、现，有一种叫做“冬眠激素”的物质对冬 眠起调控作用。科学家们曾把“冬眠激素”注入老鼠、蝙蝠和猴子的身体，它们也出现规律性的长时间沉睡，心跳变慢，体温降低，呈典型冬眠状态。当“冬 眠激素”的作用减弱后，它们又逐渐恢复正常。瘦素是在1994年鉴定的由肥胖基因（ob基因）编码的产物，是一种分子量为16 000道尔顿的蛋白质，主要 由白色脂肪组织合成，其受体后机制是通过酪氨酸蛋白激酶和转录信号转导物 及激活剂途径实现的,主要活化JAK2-STAT3途径,其功能主要是抑制摄食和调 节机体能量代谢，可使体重下降。许多实验证明，血浆瘦素与体脂之间存在密切 关系。瘦素与肥胖的水平有关，因此瘦素似乎是一个重要的

17、调解成分。有关调 节冬眠动物瘦素分泌和功效的知识为理解人类与其他非冬眠种类正常和异常 的肥胖调节提供了有用的信息正在研究的“假死”疗法也能做到这一点， 他曾经展示过让大鼠吸入硫化氢以此将其呼吸降低 92%同时降低其体温，待其 复苏后其表现完全正常。冬眠激素诱发动物冬眠，“现在已经发现一种叫做冬眠激素的物质， 这种物质比蛋白质要小，是一种含有9个氨基酸的肽类，对冬眠起调控作用。” 乔专家说。美国科学家道厄是在冬眠动物的血液里发现这种物质的，它能够诱发动物 冬眠。在盛夏，如果把冬眠激素注入黄鼠和蝙蝠身上，这些动物就会有规律地 长时间沉睡。后来又在不冬眠的猴子身上做试验，发现猴子竟然也出现典型的 冬

18、眠状态，脉搏跳动减少50%，体温也降低了。当冬眠激素的作用减弱后， 猴子又逐渐恢复正常。道厄的这项新发现，对人们了解冬眠的机理起着巨大的 推动作用。如果把有着与冬眠激素相同作用的类似物质用于人体，那么人体可能产生类似冬眠的状态。人要到太空冬眠，需要具备一定条件，比如，是否存在一种物质，或其它的自动机制，在一定的时间之后，可以重新启动代谢，使人苏 醒。1974年4月，美国科学家在南极大陆的冰中发现至少冻结了1万年的细菌。他们在实验室中配制了营养液并提供适宜温度，经过精心操作，这些细 菌复苏了。 在低温和冰冻条件下，细菌为什么没有被冻死而又复活了呢？科 学家们在研究中发现：低温可使活组织的代谢能力

19、显著降低。 当外界温度降低 到一定程度时，机体的细胞不会衰老，也不会退化，处于“生机停顿”状态。 冷冻阻止了细胞的分解、衰老和死亡，因此生命得以永恒“封存”。3.5冷冻与冬眠以往人们喜欢把冬眠和冰冻两个词混淆。其实人工（诱导）冬眠和冷冻人是两个概念。冷冻人是将人体在零下几十摄氏度的温度下速冻，然后恢复到零下20C长期保存。由于是速冻，人体细胞内不会形成大块的冰凌，所以能够保持细胞的完整。 等将来医学发达后，为人体完成解冻，并恢复生命。而人工冬眠不同，人工冬眠是通过外界手段将被试动物体温降到 510C 左右，这时动物体的细胞还在进行新陈代谢， 只是代谢降到很低的水平。如上 世纪80年代，我国科学

20、家曾经研究过冬眠状态下的小型蝙蝠（18g左右）， 每天体重只下降0.002g左右，而一只活动期的蝙蝠，每天都要吃掉相当于自 身体重1/3的食物才能正常生存。可见，冬眠状态下代谢水平下降的程度。冰冻是完全把机体冻起来，基本是让生命停止在原来的状况， 是完全被动 的；而冬眠还有一个基本的代谢，具有一定的主动性。所以说，将来的冬眠人 和冷冻人是有本质差别的。4. 当下人类冬眠的价值尽管美国宇航局在20年前放弃了类似的研究，但欧洲宇航局却于 2004 年重拾该项研究。欧洲宇航局的科学家正试图发明一种技术，让航天员能在“冬眠”状态下在宇宙中飞行。据估算，如果 6名航天员在太空中飞行两年， 那么飞船上至少

21、要带30吨食品。而且长时间的飞行会使航天员产生很大的心 理压力，使他们的肌肉功能变弱。而“冬眠”技术研究成功后，就会在一定程 度上解决这些问题，航天员可以在宇宙飞行中减少进食， 减轻飞船的重量，减 少燃料，节约发射经费。同时，科学家认为，冬眠有可能减轻航天员生理和心 理的压力。目前开展的人工冬眠实验真正使动物进入冬眠状态的例子不多。一个是2005年用硫化氢诱导小鼠冬眠试验的成功，但是，硫化氢是一种 有毒的物质，能否真正用于诱导人类冬眠还有待深入研究。另外就是2006年，一个日本团队用一种被称作冬眠特异性蛋白（HP的 物质，给非冬眠的动物注射，可以诱导其进入冬眠状态，但这种蛋白质是否能 被人体所接受，也就是不引起免疫排斥也是未知数。5. 未来人类冬眠的应用与价值如果人类具备了冬眠能力。1. 人类适应外界环境的能力会提高很多倍。2. 被用于车祸事故现场的紧急救治外，3. “人工冬眠”法还可被用到先进医疗手段更加难以到达的战争前线。军事冲突中，许多士兵最初只是受到一些并未危及生命的枪伤，但由于救援力量 到达缓慢，部分士兵在等待中慢慢死去。理论上说，如果他们当时能接受“人 工冬眠”，那么最终能够获救生还的希望将大大增加。4. 从生物医学的角度讲，人类冬眠可以为许多目前仍无法治疗的疾病争取 治疗时间。比如说一个癌症患者，已经到了晚期，目前没有办法来延续其生命， 那么