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《科学》:花粉蛾为什么拥有抗自由基的特殊能力

已有 1627 次阅读 2017-2-22 14:22 |系统分类:海外观察


生命演化的早期阶段,地球本来很少有氧气。自从2.421亿年前生命进化出了光合作用,氧气才从在地球大气中逐渐积累。光合作用具有把水转变为电子供体,同时产生氧气这种废气。地球大气氧气的积累是导致复杂多细胞进化的重要动力,虽然需氧多细胞生物生存离不开氧气,但是氧气对生物也是危险因素,使用氧气进行能量代谢过程中会产生活性氧,活性氧能攻击生物分子,对生物细胞产生氧化损伤,因此动物细胞必须控制代谢速度,避免发生代谢速度过快导致的氧化应激。《科学》最新论文报道了一组进化特殊的动物,就是一类传粉飞蛾如何在保持高水平代谢的情况下,避免氧化应激。

飞翔是个体力活,动物需要消耗大量能量,能量代谢速度快会导致肌肉细胞氧化损伤。食物中抗氧化剂能保护运动损伤,但是花粉中缺乏抗氧化剂。Levin等最近研究发现给飞蛾摄取高浓度的糖能减少氧化损伤。高糖饮食可以通过磷酸戊糖途径产生自身抗氧化剂,这种机制让这些飞蛾具有耐受飞翔运动氧化应激的强大能力。

氧气消耗率和肌肉氧化损伤关系密切,嗜花粉飞蛾有比较高的代谢率,而花粉中缺乏植物抗氧化剂,但是飞蛾并没有产生明显的氧化损伤。作者推测嗜花粉飞蛾可能利用花粉中的甘露糖产生抗氧化剂,对抗飞翔带来的氧化应激。研究发现给飞蛾吃麦芽糖可以减少飞翔造成的肌肉氧化损伤。利用运动计量和碳13同位素分析,发现飞蛾通过花蜜葡萄糖磷酸戊糖途径产生抗氧化物,中和飞翔造成的活性氧。飞蛾的这种特殊能力是因为饮食成分和生活方式在进化过程中被选择产生的。

http://science.sciencemag.org/content/355/6326/733



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2 杨正瓴 aliala

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