作者:生物谷 來源:生物谷 發(fā)布時間:2012-07-11 21:43 點擊率:1759 字體大。骸大 中 小 】
俗話說“血濃于水”,按字面意義來說也確實如此:與人體生命攸關(guān)的血液中約有一半是固體,其中最多的是紅血球,約占40%。紅血球含有紅色素血紅蛋白,負責(zé)運輸氧氣。
“令人驚異的是,紅血球這一比例不僅在所有人體上基本一致,很多脊椎動物也與此相同”,耶拿大學(xué)生物與藥學(xué)學(xué)院生物信息學(xué)教授Dr. Stefan Schuster介紹。因此,人們猜測,這一數(shù)值是通過進化過程保留下來的理想比例!叭绻t血球低于這一比例,運輸?shù)难鯕饬烤蜁陆,而高于這一比例時,運送的氧氣量雖然會提高,但同時血液會變得粘稠,從而降低血流速度”,Schuster教授解釋說。
血球容積值用于表示血液中的紅血球含量,根據(jù)Schuster教授和他的同事Dr. Heiko Stark最新的研究發(fā)現(xiàn),最理想的血球容積值可以利用阿爾伯特?愛因斯坦提出的一個方程式來計算。作為一位天才科學(xué)家,愛因斯坦除了相對論和量子物理外,還曾經(jīng)研究過液體黏性問題。Schuster教授介紹說:“在此專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)已有過一些關(guān)于最佳血球容積值計算的理論研究!币么髮W(xué)這些生物信息學(xué)者研究了哪個方程式最適用于表述液體(即血液)的黏性與其中的粒子含量(即血球)之間的關(guān)系并發(fā)現(xiàn)愛因斯坦的方程式最為適用。這一研究成果發(fā)表在最新一期的《應(yīng)用生理學(xué)雜志》(Journal of Applied Physiology)上。
根據(jù)這一方程式,液體黏性取決于溶劑的黏性和其中的固體成分含量。此外,愛因斯坦方程式還包含一個2.5系數(shù)。Dr. Stark解釋說:“如果將Arrhenius提出的對愛因斯坦這個方程式的修訂帶入計算流速的方程式,并取最大值,那么最佳結(jié)果剛好是40%。”他還指出,1除以2.5結(jié)果剛好是0.4,也就是40%。因此,從流體動力學(xué)來看,人體的血球容積剛好處于理想數(shù)值。這也說明了為何很多其它動物,如獅子、羚羊、山羊、大象和兔子等也具有相同的血球容積值。
在文章中,這幾位生物信息學(xué)者共列出了57種脊椎動物經(jīng)實驗測量出的血球容積值。但Stark博士也指出,“其中有幾種動物的數(shù)值與上述最佳值有差距,例如海豹的血球容積值就遠高于此,達到63%,這可能是由于其它因素的影響”,例如海洋哺乳動物由于長時間生活在水中需要更多的氧氣存貯能力。
同時,耶拿學(xué)者這一研究成果也探討了體育界非法使用違禁藥品的問題。此類藥物的作用是通過提高血液中負責(zé)供氧的血紅蛋白密度,從而提高運動員成績。由此,人體的血球容積值被人為升高。Schuster教授總結(jié)指出:“這不僅是違法行為,同時,根據(jù)我們的計算,其對人體生理上也會造成極大不良影響”。