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우리는 이것을 위해 진화하지 않았습니다

남극 대륙에 위치한 Weddell Seal이 1 시간 동안 다이빙 중 하나의 얼음 아래에서 400 미터 떨어진 곳에서는 적응의 앙상블이 모여 살아 남았습니다. 물개의 심박수가 느려집니다. 이 속도로, 그것은 혈액과 헤모글로빈의 여분의 혈액과 헤모글로빈에 의해 제공되는 산소의 깊은 예비를 통해 화상을 입을 것입니다. 씰의 근육은 미오글로빈이라는 다른 단백질에서 갇힌 산소를 갇힌 거대한 상점을 무료로 제공합니다. 산소 수준이 조직이 부족하여 저산소증을 유발하면 세포는 심장과 뇌에 저장된 설탕 글리코겐을 사용하여 혐기성 대사를 시작하여 산소가없는 에너지를 생성 할 수 있습니다. 씰의 초대형 간은 또한 백업 스쿠버 탱크와 같이 자체 산소가 풍부한 적혈구를 보유하고 있습니다. 그리고 산소 수준이 인간 다이버를 무의식적으로 남겨 두는 수준이 떨어지면서 씰의 뇌 세포를 산소화하는 정맥의 미세한 제어로 인해 영향을받지 않는 수영을 허용합니다. 함께,이 시스템은 씰이 이러한 강렬한 저산소 사건에서 살아남으므로 수십 년 동안 다이빙 후에 다이빙을합니다.

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지난 한 해 동안 전 세계의 인간은 자신의 저산소 행사에 직면 해 왔습니다 :Covid-19. 차이? 인체는 그런 극단적 인 산소 제한에서 살아남 으려고 결코 지어지지 않았습니다. 인간을 해양 포유류와 비교할 때 그 사실은 특히 뚜렷해집니다. 

이것이 바로 비교 생화학 및 생리학에 출판 된 새로운 논문에서 연구자들이 한 일입니다. . 그들은 해양 포유류의 특별한 다이빙 능력이 SARS-COV-2를 수축 할 때 인간이 직면 한 것에 대해 무엇을 밝힐 수 있는지 조사했습니다. 그들이 발견 한 대답은 전반적으로 잔인했다 :인체는 산소 수준이 낮을 때 해양 포유류를 보호하는 보호 조치가 거의 없다.

산타 크루즈 (Santa Cruz) 캘리포니아 대학교 (University of California)의 공동 저자 인 테리 윌리엄스 (Terrie Williams)는“해양 포유류는 극단적 인 상황에서 모든 보호를 제공하기 위해 많은 조직에서 많은 조정이 필요하다는 것을 보여 주었다. “그리고 우리가 인간이 할 수있는 유일한 일은 산소가 손상되는 상황에 처하지 않도록하는 것입니다. 불행히도, 이것이 바로이 질병이하는 일입니다.”

Covid-19가 산소의 인간 조직을 강탈하는 방식은 정의 된 특성 중 하나입니다. 바이러스는 각 호흡에서 산소를 포착하여 혈류로 빠르게 전달하는 폐포, 작은 공기 주머니를 포함하여 폐의 안감을 침범합니다. 면역계가 바이러스와 싸우려고 할 때 폐와 그 주머니가 염증을 일으켜 유체로 채워져 산소를 혈액으로 옮길 수있는 능력을 무너 뜨립니다. CovID-19에서 치명적인 환자에 대한 최근의 연구에 따르면 바이러스로 인한 호흡기 부전은“다른 질병으로 인한 저산소 성 호흡기 부전과 유사하게 관리 될 수 있습니다.

많은 COVID-19 환자는 과학자와 의사가 여전히 설명하기 위해 고군분투하는 비정상적인 혈액 응고를 경험합니다. 이 응고는 산소가 뇌에 도달하는 것을 막기에 충분히 심각 할 수있어 허혈성 뇌졸중을 유발합니다. 뇌와 심장 세포는 다른 종류의 세포와 달리 죽기 전에 산소가 굶주린 분만 살아남을 수 있습니다.

저산소증의 캐스케이드는 해양 포유류가 이전에 인간 건강 문제를 조명 한 방식에 대한 다이빙 포유류와 인간 운동 선수의 생리학을 연구하는 윌리엄스에게 상기시켰다. 그녀의 연구는 Bottlenose Dolphins와 Weddell Seals의 마음에 대한 연구는 경주가 시작될 때 물에 들어갔을 때 트라이 애슬론자들 사이에서 갑작스런 죽음을 설명하는 데 도움이되었습니다. 냉수의 갑작스런 때리기는 운동을 위해 속도를내는 것처럼 마음이 본능적으로 느려졌습니다. 이러한 결과는 일부 종족의 형식을 바꾸는 데 도움이되었습니다.

그러나 Covid-19에 관해서는, 깊은 다이빙 포유 동물의 교훈을 적용하는 것은 그다지 간단하지 않습니다. “해양 포유류는 우리에게 지속적인 생리 학적 공격처럼 보이는 삶을 살고 있기 때문에이 훌륭한 모델입니다. “그러나 그것은 복잡성이 있습니다. 그들은 최적의 진화 적 특성을 개발하는 데 오랜 시간이 걸렸습니다.”

그럼에도 불구하고 일부 연구자들은 이러한 특성이 어떻게 치료를 개발하기 위해 진화했는지 조사하고 있습니다. 특히 McKnight는 Duke University 's Cancer Institute에서 진행되는 연구를 지적했습니다. 듀크 과학자들은 해양 포유 동물이 산소가 거부 될 때 폐와 다른 기관에 염증을 나타내지 않는 이유를 연구하고 있습니다. 이것은 인간의 코비드 -19 환자가 산소를 혈액으로 운반하는 데 어려움으로부터 그들을 보호합니다.

이 프로젝트의 Duke의 조교수이자 연구원 인 Jason Somarelli는 그의 팀이 고래가 저산소증과 염증을 분리 할 수있는 진화를 통해 일부 유전자를 잃어 버렸을 지 여부를 연구하고 있다고 이메일에서 설명했습니다. 그것이 맞다면, 언젠가 인간에게 동일한 유전자를 인위적으로 전환 할 수있는 약물을 개발할 수 있습니다.

McKnight는“모든 것이 가능하지만, 번역을 올바르게하는 것의 일부는 생의학 공동체가 해양 포유류가 열쇠를 가질 수 있다는 아이디어를 선택하도록 장려하는 것입니다. "나는 첫 번째 정거장이 마린 포유류가 될 수있는 많은 인간 생물 의학 사람들이 있다고 상상하지 못할 것입니다."

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윌리엄스에게 해양 포유류의 교훈은 신경을 저산소증으로부터 보호하기 위해 신체를 보호하기 위해 얼마나 많은 진화 적 보호가 필요한지, 그리고 인간이 얼마나 적은 수의 보호를 받는지 보여줍니다. 그녀는 자신의 논문을 처음에 Covid-19에 계약하는 것을 피하는 것이 얼마나 중요한지를 표시하는 또 다른 방법으로 본다.

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Claudia Geib는 Cape Cod를 기반으로 한 과학 기자이자 편집자입니다. 그녀의 작품은 해양 및 환경 과학, 야생 동물 및 인간이 자연계와 어떻게 연결되는지에 대해 다루고 있습니다.

참조

1. 윌리엄스, T.M. &Davis, R.W. 다이빙 포유류의 생리적 탄력성 :Covid-19 증상을 이해하기위한 Krogh 원리를 사용한 저산소증 보호에 대한 통찰력. 비교 생화학 및 생리학 253 , 110849 (2020).

2. Hernandez-Romieu, A.C., et al. 치명적인 코로나 바이러스 질병 환자의 삽관 및 사망시기 :단일 센터 코호트 연구. 중요한 치료 의학 48 , E1045-E1053 (2020).

3. Galiatsatos, P. &Brodsky, R. Covid는 혈액에 무엇을합니까? Hopkinsmedicine.org (2020).

4. Szelenberger, R., Saluk-Bijak, J., &Bijak, M. Covid-19 감염으로 인한 증상 중 M. 허혈성 뇌졸중. 임상 의학 저널 9 , 2688 (2020).

5. Williams, T.M., et al. 깊이에서의 운동은 서맥과 심해 해양 포유류에서 심장 이상의 발병률을 바꿉니다. 자연 커뮤니케이션 6 , 6055 (2015).

리드 이미지 :Eldar Nurkovic / Shutterstock


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