加州大學聖地牙哥分校研究查找滑鼠能感覺氧氣通過皮膚
生物學家在加州大學, 聖地牙哥發現, 滑鼠皮膚可能感覺氧氣的低水平和調控erythropoietin 的生產, 或EPO, 刺激我們的身體導致紅血球和允許我們適應高高度的激素, 低含氧量的環境。
他們驚奇查找, 被發布在日記帳電池的4月18 日問題, 抗辯哺乳動物的皮膚的飾物作為信包在我們的機體附近以與呼吸系統的一點連接數。
如果查找適用於人, 發現能根本地更改醫師對待貧血症和其它疾病需要提高我們的機體的能力導致紅血球的方式。它能還使用改進耐力運動員性能競爭在這個夏天的奧林匹克運動會。
"什麼我們查找了在這項研究中真正地是相當異常事," 教授說Randall 約翰遜, 生物在加州大學聖地牙哥分校朝向研究研究。"我們發現了那哺乳動物的皮膚, 至少在滑鼠, 回應多少氧氣是在它之上並且, 由於那種回應, 更改血液流經皮膚。這, 反過來, 更改對我們有, 是erythropoietin 的生產的低氧氣的最基本的回應的當中一個。"
那些回應, 研究員嫌疑犯, 能是古老性格被保留作為哺乳動物演變從脊椎動物的更低的表單, 譬如兩棲動物, 擁有同樣類離子通道促進氧氣擴散在他們的極端有滲透性的皮膚如同哺乳動物有在他們的肺裡。
"兩棲動物青蛙最著名呼吸通過他們的皮膚和能感覺和回應多少氧氣是在航空或水中在他們的皮膚附近," 約翰遜被添加。"僅沒人曾經考慮詢問那些問題哺乳動物皮膚。"
"從一個演變觀點, 結果有道理, 考慮皮膚的重要角色為氧氣舉起在兩棲動物裡," 醫學教授在加州大學聖地亞哥分校和專家說坦率的Powell 、關於人和動物適應的對高高度環境是小組的一部分。"它將是非常有趣看怎麼這些結構運作在人並且如果, 例如, 不同的氧氣級別在皮膚能影響多麼迅速地和多麼恰當你適應低氧氣在醫院的加護病房或在高處。"
加州大學聖地牙哥分校小組沒有查找證據, 滑鼠能呼吸通過他們的皮膚。但如果他們的發現滑鼠感覺低氧氣通過他們的皮膚並且觸發器EPO 生產被發現適用於人, 它會有劇烈的涵義為培訓和測試耐力運動員在夏天奧林匹克運動會期間在北京。
除培訓在高度和在低含氧量的帳篷這裡以外提高紅血球二個常規被接受的法定方法production–runners, 游泳者、騎自行車者和其它耐力運動員尋找更好的性能由增加他們的血液氧氣運載的能力也許現在有其它合法的方式增加他們的紅色血液計數。血液摻雜, 額外紅血球的射入入機體, 和綜合再組合EPO 的射入提高紅血球生產是非法的在奧林匹克和由多數體育運動執行機構取締。但若運動員能提高他們自己的EPO 和紅血球計數由暴露他們的機體於oxygen” 的低水平; 或, 獲得同樣作用, 由僅僅增加血液流經他們的skin”
"我們發現了可能被立法或被啟用沒有外生源泉的EPO 的一臺有力生理觸發器," 說約翰遜。"我們表示在本文裡, 呼吸在氧氣的一個級別和暴露您的機體於其它氧氣的級別真正地是一臺有力觸發器使機體導致其自己的EPO 。它不是困難預見人採取什麼我們學會了在滑鼠和申請它嚮人。"
如果人的皮膚被發現敏感的對氧氣級別, 它能復興關於"Goldfinger 綜合症狀的辯論。" 這個想法, 由惡棍的女朋友被殺害在是以後被繪的金子的著名詹姆士・邦德電影永存, 是都市說明和網際網路討論焦點關於繪皮膚的可能的負健康效應。這由發現海峽顯示"MythBusters 是二調查主題。"
小組的由合作者發現援助在瑞典、德國和大學賓夕法尼亞來了在二年設法以後確定為什麼研究員基因上設計了為實驗的某些滑鼠陳列了高水平EPO 。2004 年, 約翰遜和他的學員發表了一篇論文在日記帳Plos 生物, 選派怎麼他們變換了普通實驗室滑鼠成奧林匹克耐力運動員嚙齒目動物等值。他們做了這由刪除允許哺乳動物的肌肉轉換從有氧對絕氧新陳代謝的基因當氧氣級別在肌肉運行低。
大多我們的每日活動有氧地執行, 通過生物化學的結構在充分利用氧氣的我們的肌肉裡。但當我們的肌肉系統需求超出氧氣其可利用的用品, 和在衝刺為公共汽車或舉一個重的對象、蛋白質以低氧症可誘導副本系數1 著名, 或HIF-1, 被激活。這蛋白質使肌肉更加精力充沛地切換對炸藥, 但昂貴的絕氧進程, 不使用氧氣和不生成乳酸作為其副產品。
當約翰遜和學員擊倒了HIF-1 基因的負管理者, 他們生產了看起來紅色和沖洗的微小的滑鼠與皮膚。這些滑鼠有麻煩保留的機體熱因為他們的血液的一個更大的比例被發送到他們的皮膚和冷卻, 很像人員坐在熱的sauna 或Jacuzzi 。但這些突變體滑鼠的困惑的方面是他們的血漿百分之90 由紅血球組成的他們的極端高EPO 級別如此高, 與40 到百分之50 比較為正常單個。
"他們的血液基本上是粘貼並且他們的心臟被擴大結果," 約翰遜說。"我們不能瞭解為什麼皮膚施加這個作用。它沒有道理對我們。我們能推測其他方面的為什麼它的這個突變體滑鼠查找了行動方式, 但這一件事是真正地麻煩對我們, 以便寄發我們在這陸運下。當我們發現EPO 來自內臟, 不是這些滑鼠皮膚, 我們認為那裡必須是一些种信號從皮膚對內臟。"
約翰遜和其他人在他的實驗室畢業學員亞當・Boutin, 博士後亞歷山大・Weidemann 並且大學生Lernik Mesropian 驗證HIF-1 基因是負責任的由基因上工程的突變體滑鼠沒有基因在他們的皮膚細胞裡。這些滑鼠無法發信號額外EPO 的生產他們的皮膚被暴露了分庭用百分之10 被裝載氧氣關於級別被查找在登上珠穆瑯瑪。氧氣的濃度在海平面是大約百分之21 。正常滑鼠能增加相當數量EPO 生產在這百分之10 級。
這發生了, 研究員找到, 當更多血液衝了入皮膚。由把在滑鼠的皮膚上爆發油補釘程式放, 增加血液流經皮膚, 研究員發現滑鼠能巨大增加EPO 和紅血球的他們的生產。
"EPO 管理是億萬美元藥物市場為各種各樣的疾病的處理介入低紅血球計數," 約翰遜說。"如此能力操作紅血球生產由更改血液流經皮膚的某些部份能是深刻的。我們顯示在由投入少許爆發油補釘程式我們能觸發非常在EPO 的大增量的這項研究。是否這結果是真實的對人, 我們不知道。但這能潛在是一個非常有趣的方式操作這條路。"
約翰遜和他的小組, 生物Colin Jamora 包括的加州大學聖地亞哥分校助理教授, 被發現有滑鼠呼吸在分庭以他們的整個機體暴露於把最巨大的回應和導致多數EPO 氧氣的低水平。當滑鼠被允許呼吸百分之10 氧氣在一分庭, 但有皮膚從他們的脖子下來暴露於百分之21, 或海平面氧氣, 在其它分庭由Powell, 超過二分之一他們的對低氧氣的適應建立丟失了。
"如果我們投入了缺乏一種缺氧回應在他們的皮膚在低氧氣分庭更比的滑鼠一半他們的缺氧回應走開並且是驚奇對我們," 約翰遜說。"皮膚真正地是一個大納稅人對滑鼠回應低氧氣的方式。"
"所有對低氧症的重要回應, 或低氧氣, 被認為由oxygen-sensitive 神經觸發並且分子在血液和內臟," 認為Powell 。"然而, 這些實驗清楚地表示, 皮膚直接地回應變化在氧氣上在環境裡以變化在血流上。這些變化在皮膚血流上是高重大由導致變化在缺氧可誘導系數上的級別, 是有點兒` 總開關' 為適應低氧氣激活多個基因提高氧氣發運在機體過程中。"
約翰遜說因為人們以皮膚炎症譬如psoriasis 和eczema 能有低紅血球計數, 他並且他的小組是對擴大他們的研究感興趣調查貧血症由皮膚炎症造成在他們的突變體滑鼠。
"在人以這似乎炎症的貧血症好像EPO 沒有一個作用," 他添加了。"我們實際上有顯示這同樣作用的突變體滑鼠以皮膚炎症。他們有高的EPO 水平, 但他們沒有高紅血球計數。我們使用在我們的研究的突變體有高的EPO 水平並且高紅血球計數。但他們沒有炎症。下個步驟為我們設法推測為什麼這些激動疾病觸發EPO 。是有某事關於我們能觸發因此這個人員可能被對待沒有遭受這种anemia” 的炎症;"
科學家說在他們的紙裡, 他們的發現也許還解釋為什麼人們在一些尼泊爾、印度和巴基斯坦的部分按摩新出生嬰孩在芥末油裡, 促進血液流經皮膚的一種溫和的刺激劑。
"我們表示在這項研究, 如果您繪一個滑鼠的皮膚與這種溫和的刺激劑, 芥末油, 它並且將觸發EPO 釋放在有些底層," 約翰遜說。"在印度和巴基斯坦嬰孩是在一些社區被按摩在芥末油裡出生時; 並且一些公共衛生工作者設法使他們終止這民間傳統。但我們表示, 在滑鼠這增加EPO 級別。並且因為增加的EPO 級別對增加的紅血球計數你貢獻能想像它是有利的。"
