在冬季，一些鳄龟喜欢在池塘和湖泊中冬眠。这些淡水爬行动物安全地隐藏在薄薄的冰层下面，可以存活长达六个月而无需任何氧气。
在冬季，一些鳄龟喜欢在池塘和湖泊中冬眠。这些淡水爬行动物安全地隐藏在薄薄的冰层下面，可以存活长达六个月而无需任何氧气。
事实证明，他们的身体有如何应对这取决于他们的抚养方式。新的研究表明，当海龟胚胎暴露于低水平的氧气时，它会使心脏在其余生中更加适应这种状况。
从它们出生就开始看起来这些令人难以置信的生物就已经为水生缺氧的生命做好了准备。在水深处的巢穴中发育，它们的胚胎有时可以受到少至11％的氧气，这可以永久地改变它们的心脏结构和功能。
曼彻斯特大学的心脏生物学家Ilan Ruhr 说： “我们很高兴成为第一个能够通过在发育过程中早期暴露于缺氧状态来改变海龟对低氧环境的耐受程度的方法 。”
缺氧条件下的生存取决于心脏继续输送营养物质和清除废物的能力。当人类患有心脏病时，他们的心脏通常会因缺氧而受损，心脏移植过程中也会发生同样的事情。
然而像龟和短吻鳄这样的爬行动物可以抵御这些极端环境并仍然保持其新陈代谢和肌肉功能。为了弄清楚在细胞水平上发生了什么，研究人员研究了一组幼鱼常见鳄龟（Chelydra serpentina），其中一半在正常21％氧气条件下发育，其中一半在仅为10％氧气水平时发育。然后从心脏中分离肌肉细胞，然后使细胞受到较低水平的氧气，使团队能够测量pH，细胞内钙（有助于收缩心肌）和化学物质（活性氧物质（ROS））的变化。
重新引入高剂量氧气，一般情况下会导致哺乳动物大量组织损伤，而鳄龟心脏细胞几乎没有明显的损伤。
研究结果表明，开始发育时候的氧气水平是打开和关闭某些基因的重要环境因素，这些基因可以使龟的心脏耐受零氧。
早期在缺氧情况下不仅减少了ROS的量（当组织再次氧合过快时，这种分子会变得有毒），但它也可以保护心肌免受损伤，即使在完全没有氧气的情况下也能正常收缩。
作者总结说： “总的来说，这些结果表明发育早期缺氧会改变ROS管理中可能保护心脏免受氧化应激的途径。”
有一天，研究人员希望这种知识可以用来保持人类的心脏在低氧条件下保持活力。例如，将来药物可能能够开启相同的机制并保护人类心脏免受氧气损害。
“海龟和人类的心脏细胞在解剖学上非常相似，” 曼彻斯特大学的比较生理学家Gina Galli 解释道，“因此，如果我们能够学会了解哪些因素能够让他们在无氧环境中生存，我们希望能够将其应用于医疗场景。“该研究发表在英国皇家学会会刊B上。