每年有数百万人因暴露和疾病而死于脱水。对于人类来说,即使是最轻微的脱水也会损害肾脏,导致终身、无法修复的问题甚至死亡。然而,一些生活在沙漠环境中的动物能够生存下来,无论是急性还是慢性脱水。虽然这些动物,如仙人掌鼠,随着时间的推移已经进化到能够应对脱水等环境压力,但新罕布什尔大学的研究人员发现,帮助它们生存下来的不是身体构造,而是它们的基因构造。
“最初,我们认为他们的肾脏结构可能与人类不同,但事实并非如此,”新罕布什尔大学基因组生物学助理教授、这项研究的主要作者马特·麦克马内斯 (Matt MacManes) 表示。“然而,当暴露于急性脱水时,肾脏损伤并不明显,这对于暴露于类似脱水程度的人类来说肯定是这种情况,这表明他们的基因可能是防止广泛肾脏损伤的原因。”
“说到脱水,肾脏就像是煤矿里的金丝雀,”MacManes 继续说道。“这项研究令人兴奋的结果是,仙人掌鼠的分子工具包在人类中具有直系同源物或相关基因。这为开发药物或其他疗法提供了潜力,可以帮助保护人体免受脱水的损害。”这种反应在各种情况下都极其有价值——对于肾衰竭患者来说,由于地理位置或可能的全球气候变化,水资源严重有限,对于部署在沙漠中的部队来说,甚至对于太空旅行来说,都是如此。
为了了解适应沙漠的仙人掌鼠(Peromyscus eremicus )如何生存,最近发表在《美国肾脏生理学杂志》上的一项研究概述了研究人员如何模拟沙漠条件。72 小时不喝水的老鼠平均体重减轻了 23%,这对人类来说是致命的。即使脱水,老鼠仍然活跃、进食和正常互动。研究人员分析了其他几个因素,包括血清电解质(钠、钙、碳酸氢根离子)以及血尿素氮 (BUN) 和肌酐。虽然两者都略有升高,但肾脏损伤的基因生物标志物并没有升高,这表明肾脏没有发生损伤。