哺乳动物冬眠的研究进展

哺乳动物具有较高的代谢率、发达的神经体液调节系统,所以能够维持高而恒定的体温.但有些哺乳动物在寒冷和食物资源短缺的冬季或其他不良环境条件下,能自发降低代谢率和体温,进入冬眠状态.综述了国内外哺乳动物冬眠的研究历史和现状,并从冬眠物种的系统学分布、冬眠的原因及其进化和适应意义入手,概括论述了哺乳动物冬眠的代谢抑制及其能量收益、冬眠代谢抑制的生化及分子生物学机制等方面的研究进展,并概括介绍哺乳动物冬眠对医学和人类健康的启示.     

树麻雀的体温调节

为探讨树麻雀的体温调节,对不同环境温度和光周期条件下的气候箱驯化树麻雀日体温、光照和黑暗两时段体温,以及季节驯化树麻雀的体温等进行比较。结果发现,环境温度对树麻雀体温影响显著（P〈0．05）,低温环境中树麻雀体温调节标准升高;光周期是树麻雀体温日节律调节的信号,光消失时树麻雀将启动相应的降低体温标准的节能预算对策;树麻雀体温的季节性差异极显著（P〈0．01）,夏、秋、冬和春四季树麻雀体温依次降低。总之,能量收支预算决定了树麻雀体温调节,高的体温和体温调节能力是树麻雀能够成为具有较高适合度的遍布物种的重要生     

达乌尔黄鼠冬眠期与非冬眠期的产热活性及激素调节

测定了达乌尔黄鼠(Spermophilus Dauricus)冬季冬眠时和秋季非冬眠时的产热活性及其激素调节．达乌尔黄鼠下丘脑促甲状腺激素释放激素(TRH)冬眠时含量显著高于非冬眠时的，血清中三碘甲腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)质量浓度也有明显增加．表明达乌尔黄鼠下丘脑甲状腺轴激素水平和功能存在季节性变化，冬眠时该轴是激活的，这个轴的激活，有利于黄鼠冬眠觉醒中褐色脂肪组织(BAT)的产热．冬眠时达乌尔黄鼠下丘脑促肾上腺激素释放激素(CRF)的质量分数、肾上腺皮质酮的质量分数和肾上腺质量明显比非冬眠季节的个体低．表明达乌尔黄鼠在冬眠过程中，下丘脑CRF-肾上腺轴受到抑制，从而解除了对BAT产热的抑制作用．     

布氏田鼠适应性产热的性别差异

不同季节的不同光周期、褪黑激素和温度对布氏四鼠的体重、体温、以及RMR和NST均有不同程度的影响,除体温外,均有明显的性别差异,说明雌雄动物适应性产热能力和产热调控机制存在着差异。     

高山姬鼠体温调节和产热能力的胎后发育

为了阐明高山姬鼠(Apodemus chevrieri)胎后发育的体温调节和产热能力,对其出生后1~42日龄幼仔的体温和静止代谢率(resting metabolic rate,RMR)进行了测定。结果表明:1日龄和7日龄时高山姬鼠幼仔体温和RMR随环境温度的升高而升高,14日龄时,高山姬鼠幼仔在低温条件下(5℃、10℃)体温相对较低,此时RMR已有明显的增加:7~14日龄是其体温调节能力快速发育的时期;21日龄时,高山姬鼠幼仔在低温条件下RMR极显著高于其他温度点的RMR,28日龄时,高山姬鼠幼仔RMR在高温(35℃)条件下也表现出增加的趋势;35日龄和42日龄时,能判断高山姬鼠幼仔热中性区(thermal neutral zone,TNZ)在22.5~30℃之间,接近成体水平。以上这些结果说明,高山姬鼠幼仔在胎后发育过程中,为维持恒定的体温,不同发育时期产热机制和能量分配方式不同,发育早期,生理性产热较弱,能量主要用于自身的生长发育;离开母体后,其恒温能力及产热调节能力得到较快的发展,以适应环境的变化。     

布低田鼠适应性产热的性别差异

不同季节的不同光周期、褪黑激素和温度对布氏田鼠的体重、体温、以及RMR和NST均有不同程度的影响，除体温外，均有明显的性别差异，说明雌雄动物适应性产热能力和产热调控机制存在着差异。     

水牺动物的体温调节

鱼类、两栖类、爬虫类可称为变温脊椎动物(ｐｏｉｋｉｌｏｔｈｅｒｍｉｃｖｅｒｔｅｂｒａｔｅｓ) ,鱼类和两栖类又可称为水栖动物。水栖动物和恒温动物比较其代谢率低 ,体表隔热组织少。内温性体温调节 (ｅｎｄｏｔｈｅｒｍｉｃ)机构不能有效地维持体温 ,但可通过向温热环境移动即行动性体温调节反应使机体保持在适宜体温范围内 ,以维持正常生理机能。行动性体温调节反应的成立表示在两栖动物体内存在体温调节系统。动物具有温度感受器、体温调节中枢和向效应器传达信号系统。1　水栖变温动物的体温水栖变温动物静止时体温一般只比周围水温…     

脑室注射6-羟多巴胺对达乌尔黄鼠体温及体温调节能力的影响

观察了脑室注射6-OHDA对达乌尔黄鼠体温及体温调节能力的影响。结果表明:(1)脑室注射200μg 6-OHDA产生一个短暂的急性低体温效应,在室温环境中体温下降幅度为5℃左右,在5℃寒冷环境中体温下降7℃左右。脑室注射第二个剂量6-OHDA所引起的低体温效应比第一次明显减弱;中枢投入α-受体阻滞剂可以取消此低体温效应。(2)脑室注射6-OHDA对体温调节能力仅有暂时性影响,注药20小时后,体温调节能力即可恢复,动物在寒冷环境中和正常动物一样能够维持恒定的体温。这些观察结果为应用6-OHDA于冬眠实验工作提供了一个基本的参考依据。     

环境温度对达乌尔黄鼠冬眠模式和能量消耗的影响

为研究环境温度对动物冬眠的影响,在实验室不同环境温度下((5±2)℃,(15±2)℃,(25±2)℃)用植入式半导体元件记录了达乌尔黄鼠冬季的体温,监测了冬眠模式及能量消耗。结果显示环境温度不同时,达乌尔黄鼠冬眠的模式和能量消耗均有显著差异。在5℃下,动物均表现为深冬眠型;15℃下,动物表现为深冬眠型和少冬眠型;25℃环境下动物表现为较多少冬眠型和少量不冬眠型。在5、15和25℃冬眠期间总能量消耗分别为(3 722±217.82)kJ,(18 907±2 895.07)kJ,(30 542±2 146.40)kJ,差异显著(F(2,22)=45.198,P=00.01)。提示在冬眠动物的冬眠季节,从能量学角度来看,高的环境温度并不利于动物的越冬。     

哺乳动物冬眠调控机制中MicroRNA的作用

冬眠是很多哺乳动物在低温、食物缺乏和缺氧等极端环境下选择的应对技巧,表现为体核温度降低,心率、代谢率和呼吸率下降等。在不同冬眠动物的不同组织中,这一过程伴随着生理水平和生化水平的调节变化,此外,微小非编码核酸族(microRNA,miRNA)也起到潜在的调控作用。了解miRNA的代谢过程及主要作用机制有助于理解其作用。miRNA在冬眠动物体内调控糖酵解与糖异生、氨基酸代谢、胰岛素信号通路、脂肪酸代谢和脂代谢稳态等代谢途径中的靶物,从而潜在地调控冬眠时的能量来源从碳水化合物转化为脂肪;miRNA能帮助保护心肌、骨骼肌、肾脏、肝脏和大脑等组织免受低温带来的伤害,保护机体度过恶劣环境并且在冬眠结束之后苏醒。对不同的冬眠物种及其不同器官组织中miRNA的研究有利于加深对冬眠机制的理解。     

达乌尔黄鼠冬眠模式年龄性别差异的实验研究

野外环境中达乌尔黄鼠冬眠的模式存在年龄性别的差异,为研究这种差异是否与冬季可利用的能量有关,我们将动物按年龄和性别分为成年雄性、成年雌性、亚成年雄性和亚成年雌性4组,在实验室条件下监测冬眠前能量贮存和冬眠季节冬眠模式和体重的变化.结果表明:达乌尔黄鼠的入眠和出眠时间基本为先雄性后雌性,先成年后亚成年;成年黄鼠冬眠季节的持续时间和深冬眠的累计时间短于亚成年组,与野外的研究基本一致.代表能量贮存量的最大体重值为成年大于亚成年,雄性大于雌性;最大体重出现时间也是先雄性后雌性,先成年后亚成年,这与冬眠模式的年龄性别差异相一致.达乌尔黄鼠冬眠模式的年龄性别差异本质上可能受体内能量的贮存状况的影响,黄鼠能够利用可利用的能量减少冬眠表达.     

连续记录动物冬眠体温数据分析系统的研究

动物冬眠研究是生物学科专家研究动物对环境适应能力的一个重要领域,生物学科专家在动物冬眠的实验研究过程中会采集到大量冬眠数据,这些冬眠数据的分析需要计算机领域的相关技术做支撑。通过在达乌尔黄鼠体内植入半导体温度记录元件记录其冬眠期间体温的变化,由MATLAB与Excel结合对实验数据进行分析研究,开发出了一个基于MATLAB的连续记录动物冬眠体温数据分析的系统。系统主要实现对达乌尔黄鼠冬眠数据的分析,通过设定黄鼠的入眠温度、出眠温度来计算冬眠历时,并由GUI图形用户界面形象的显示出结果。系统程序便于修改、直观易操作,便于生物学科专家通过获取理想分析结果,简化生物学科研究人员对初始的繁琐数据操作过程,为后期生物领域研究做基础。     

荒漠沙蜥血清蛋白含量的年周期变动

对荒漠沙蜥（Phrynocphalus przewalskii)血清蛋白仿及血清蛋白组分的周期变化进行了测定，测定时间为4－10月的每月中旬及1月中旬（进行人工冬眠的蜥蜴），血清总蛋白含量采用紫外分光光度法测定，血清蛋白组合组分采用醋酸纤维素薄膜电泳分离，然后用双波长色谱扫描仪扫描，计算相对含量，测定结果表明，荒漠沙蜥的血清总蛋白含量在深冬眠期的1月最高，为81．45g/L，4月出 一进入繁殖季节，其含量开始下降，夏季（6－8月）降为43．81g/L，其中7月最低，为38．07g／L，秋季的含量略低于春季的含量，但差异不显著（P＞0．05），在冬 眠前（10月下旬）及冬眠期（1月中旬），雌性的含量高于雄性，且差异显著（P＜0．05），在出眠后的繁殖季节雄性的含量高于雌性，在冬眠季节清蛋白的比例相对增加，而球蛋白的比例相对减少。     

中华大蟾蜍与无蹼壁虎冬眠前后含水率的比较

冬眠后，无蹼壁虎的总含水率及各部分的含水率均比冬眠前有所降低，躯体含水率下降显著；大蟾蜍的总含水率及各部分的含水率均比冬眠前有所上升，其中脂肪体及内脏的含水率上升显著．二者在含水率的变化上存在显著差异．这是由于二者生存环境、物种及各自的冬眠环境的差异造成的．     

金线蛙冬眠期的生态及形态生理研究

对徐州近郊金线蛙冬眠期的生态和部分内脏器官的形态生理状况的研究表明，雌性金钱蛙的体长和体重的平均值均明显大于雄性。其越冬开始时间在10月底到11月初．越冬地点为水边洞穴。文中还给出了金线蛙冬眠前的肥满度、脂肪体系数、肝系数和生殖腺系数等形态生理指标。     

蟾蜍松果体的细胞学观察及其冬眠期与非冬眠期形态学的比较研究

为了研究蟾蜍松果体的形态特征,并了解松果体在生物节律中所起的作用,运用常规的光镜样品制备技术,对松果体的细胞形态及其在冬眠期、非冬眠期的变化进行了观察.研究结果显示,松果体的额器及脑上体都具有与视网膜感光细胞相似的细胞,称之为类光感细胞,因而它们具有感受光的能力;同时,根据细胞结构的观察以及两者所处位置的不同,认为额器具有比脑上体更强的感光性能.通过冬眠期与非冬眠期的细胞形态学比较,可以看到额器及脑上体的类光感细胞外节均有较明显的变化.冬眠期可见额器的类光感细胞外节排列规则,但数量减少,而脑上体的类光感细胞外节排列明显不规则,内有很多小泡,呈退化状态.额器及脑上体支持细胞的细胞质和类光感细胞线粒体的形态在冬眠扨亦有一定的变化.实验结果表明,额器及脑上体感光性能在冬眠期与非冬眠期是有差异的,脑上体在冬眠斯进入退化状态。     

山地麻蜥冬眠期脂肪体和肝糖含量变化的研究

对山地麻蜥冬眠前后的体重、肝重、肝糖浓度、脂肪体重等指标的检测,表明山地麻蜥冬眠前后的肝重、肝糖浓度、脂肪体重均发生明显变化,提示山地麻蜥冬眠期间肝糖和脂肪体的消耗量大;统计数据还显示肝糖浓度与体重、肝重之间的相关性不显著．     

无孔平板的定常热应力求解

本文对文献提出的不求温度场就可以直接求得热应力场的条件做了进一步的探讨,认为该条件不仅对周边等温(第一类边界条件)是适用的,而且对于温度场的第二类、第三类边界条件也是适用的。文中对圆板和矩形板的定常热应力进行了分析。     

塔河凝析油防蜡剂的研制及防蜡效果评价

高含蜡原油加防蜡剂是改善原油低温流动性能和防止原油在管输过程中结蜡的主要方式之一.塔河油田凝析油析蜡点较高,在冬季地温较低时管道内有大量蜡结晶析出,给管道的安全运行带来隐患.根据塔河凝析油的基本物性,研制了高分子防蜡剂SMAE18,考察了该防蜡剂的最佳加剂条件,并对其在不同条件下的防蜡效果进行了室内实验评价.实验结果表明:该防蜡剂对塔河凝析油具有较好的防蜡效果,但异常降温和短时间的高速剪切作用使其防蜡效果严重降低.加剂塔河凝析油的析蜡点从23℃降为18℃,黏度也下降了30.1%,说明SMAE18防蜡剂也有效地改变了塔河凝析油的低温流动性能.