動(dòng)物生下來(lái)就能站，人類幼崽為啥不行？ _生活百科

任聲權(quán)
一直以來(lái)，很多人存在這樣的疑惑，為什么牛、馬等哺乳動(dòng)物一出生就能站立，而人類卻需要長(zhǎng)時(shí)間才能行走。有動(dòng)物學(xué)家計(jì)算得知，嬰兒本來(lái)需要在母親腹中待18-21個(gè)月，才能達(dá)到其他動(dòng)物出生時(shí)就具有的行走能力。由于骨盆的限制，人類胎兒平均孕期只有9個(gè)月，就是出生后到一歲時(shí)，嬰兒還不能行走。如果用科學(xué)的原理來(lái)解釋，這就涉及到神經(jīng)對(duì)肌肉的控制能力。
近日，美國(guó)加州大學(xué)圣地亞哥分校的研究人員，無(wú)意中通過結(jié)構(gòu)生物學(xué)“解鎖”了神經(jīng)對(duì)肌肉的控制能力。他們的研究成果在國(guó)際期刊《自然》上發(fā)表，這將為治療重癥肌無(wú)力提供新思路。
肌肉的發(fā)力是通過肌纖維收縮來(lái)實(shí)現(xiàn)的，這就需要運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元對(duì)骨骼肌進(jìn)行控制，關(guān)鍵在神經(jīng)肌肉接頭，也就是運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元與骨骼肌肌纖維的連接點(diǎn) 。
關(guān)于神經(jīng)肌肉接頭的工作模式，科學(xué)家已研究了一個(gè)多世紀(jì)，最終確定了運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元末梢釋放的乙酰膽堿，像鑰匙一樣將骨骼肌肌肉細(xì)胞上的乙酰膽堿受體打開，開啟了肌纖維的強(qiáng)烈收縮。
在最新研究中，科學(xué)家們采用冷凍電鏡技術(shù)獲得了肌肉乙酰膽堿受體在結(jié)合或不結(jié)合乙酰膽堿時(shí)的高分辨率三維結(jié)構(gòu) 。這項(xiàng)工作的挑戰(zhàn)首先來(lái)自樣本的獲取。乙酰膽堿受體在骨骼肌中的重量占比極低，如果要從人類肌肉中分離，很難獲得足夠的組織樣本。
于是，研究人員想到了容易獲取乙酰膽堿較多的牛肉，轉(zhuǎn)而從牛胚胎中獲取肌肉，最終從每千克牛肉中獲得了30微克純化的乙酰膽堿受體。
在研究肌肉乙酰膽堿受體的高清三維結(jié)構(gòu)圖后，科研人員意外發(fā)現(xiàn)，從同一個(gè)胚胎組織樣本中可以同時(shí)看到兩種版本的受體：一種是未成熟的胚胎版本，一種是成熟的神經(jīng)肌肉接頭版本。兩個(gè)版本的亞基組成存在區(qū)別。
通常來(lái)說(shuō)，隨著神經(jīng)肌肉接頭逐漸發(fā)育成熟，乙酰膽堿受體需要完成亞基轉(zhuǎn)換，但如何從胚胎型轉(zhuǎn)變到成熟型的結(jié)構(gòu)原理并不清楚。而現(xiàn)在研究人員清楚地在牛胚胎早期的肌肉組織中看到兩種版本的乙酰膽堿受體，一種促進(jìn)神經(jīng)末梢與肌肉形成連接，另一種可以控制肌肉的收縮。
與此同時(shí) ，像牛、馬這樣的哺乳動(dòng)物出生當(dāng)天就能行走的疑問便得到解答：從肌肉來(lái)看，原來(lái)牛、馬早在出生前就完成了乙酰膽堿受體亞基組成的發(fā)育轉(zhuǎn)換，形成了成熟的神經(jīng)肌肉接頭，而人類控制骨骼肌收縮的能力并不是一出生就有的。人類在剛出生的幾個(gè)月里，肌肉協(xié)調(diào)性很差，通常需要一年左右的時(shí)間才能形成成熟的神經(jīng)肌肉接頭。
該研究正式解鎖了神經(jīng)肌肉接頭的工作模式，為重癥肌無(wú)力患者帶來(lái)福音，因?yàn)樗母淳褪巧窠?jīng)肌肉接頭受到了破壞，導(dǎo)致患者無(wú)法有效控制骨骼肌收縮發(fā)力。
【動(dòng)物生下來(lái)就能站，人類幼崽為啥不行？】（作者系健康管理師、安徽省科普作家協(xié)會(huì)會(huì)員）

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動(dòng)物生下來(lái)就能站，人類幼崽為啥不行？

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