毕业论文关于人类冬眠以及冬眠条件应用价值探索.docx
- 文档编号:28189069
- 上传时间:2023-07-09
- 格式:DOCX
- 页数:13
- 大小:50.72KB
毕业论文关于人类冬眠以及冬眠条件应用价值探索.docx
《毕业论文关于人类冬眠以及冬眠条件应用价值探索.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《毕业论文关于人类冬眠以及冬眠条件应用价值探索.docx(13页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
毕业论文关于人类冬眠以及冬眠条件应用价值探索
一•前言2
二•人类冬眠的例子3
2.1挪威人3
2.2日本人3
2.3加拿大人3
2.4中国人3
2.5瑞典人4
2.6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7
3.3科学家的探索8
3.4冬眠的诱导因素9
3.5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12
.、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。
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,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,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16000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5〜10C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,那么可以采用诱导冬眠的方法使其进入代谢抑制状态,其癌细胞的扩散速度也会随着机体代谢率的降低而下降,等到科技进步到足以治疗其疾病的时候再将患者唤醒,当然,这是一个非常理想的状态。
5.另外一个诱导人类冬眠的优势可能是在航空航天领域里的应用。
太空旅行是一个非常长而枯燥的过程,而且为保证宇航员的正常生存,必须准备足够的食物、饮水和氧气等必需品,随着时间的延长其排泄的废物也会逐渐增多,而飞行器的承载量是有限的,既要保证有足够的燃料,又要保证有足够的必需品,这就在很大程度上限制了人类探索外太空的进程。
那么让我们试着想象一
下电影中的情节,当宇宙飞船进入指定的轨道后,宇航员就进入冬眠状态,这期间他们只需要很少的食物和氧气,产生很少的废物,因此可以大大延长他们在太空旅行的时间,而且他们处于睡眠状态,不必整天看着外太空无聊的景色,那么对那些经常进行太空旅行的宇航员来说,这种长途旅行就好过得多了。
6.总结
通过以上论述,人类冬眠是可能的,人体内存在特定的冬眠因子,在特定的条件下会被激发,从而使人进入低消耗的冬眠状态。
一旦人体进入冬眠状态,人体内的消耗会达到最低,通过这一特点我们可以先将人类冬眠,再将其送入外太空,这一就可以减少携带物品,另一方面也可减少宇航员的心理压力,从而使星球探索能更顺利,更长久的进行。
目前,由于科技的发展与人类需求的矛盾,一些难以治愈的疾病如:
运动神经元症(渐冻人症)、癌症、艾滋病、白血病、类风湿等等。
这些疾病一般存在手术过程复杂,技术困难等问题,我们可以通过冬眠技术使患者进入冬眠状态,为医生提供更多的宝贵时间对患者进行治疗。
冬眠确实有利于人类生活,希望政府能多多采纳,给医学和航天事业带来
、~*■—
福音。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 毕业论文 关于 人类 冬眠 以及 条件 应用 价值 探索