科學(xué)家發(fā)現(xiàn)毛毛蟲(chóng)是如何在幾秒鐘內(nèi)止血的

血液是一種非凡的物質(zhì):它必須在血管內(nèi)保持液體狀態(tài)，同時(shí)在血管外盡可能快地凝結(jié)，以止血。我們對(duì)脊椎動(dòng)物血液中的化學(xué)級(jí)聯(lián)反應(yīng)有很好的了解。但是血淋巴，相當(dāng)于昆蟲(chóng)的血液，有一個(gè)非常不同的組成，明顯缺乏紅細(xì)胞、血紅蛋白和血小板，并且有類(lèi)似變形蟲(chóng)的血細(xì)胞，而不是用于免疫防御的白細(xì)胞。

就像血液一樣，血淋巴在體外迅速凝結(jié)。長(zhǎng)期以來(lái)，它是如何做到這一點(diǎn)的一直是個(gè)謎?，F(xiàn)在，材料科學(xué)家在《軟物質(zhì)前沿》上展示了卡羅萊納斯芬克斯蛾的毛蟲(chóng)是如何做到這一點(diǎn)的。作者說(shuō)，這一發(fā)現(xiàn)對(duì)人類(lèi)醫(yī)學(xué)有潛在的應(yīng)用。

“在這里，我們展示了這些被稱(chēng)為煙草角蟲(chóng)的毛蟲(chóng)，可以在一分鐘內(nèi)密封傷口?？巳R姆森大學(xué)材料科學(xué)與工程系教授、資深作者康斯坦丁·科爾涅夫博士說(shuō):“它們分兩步做到這一點(diǎn):首先，在幾秒鐘內(nèi)，它們薄的、像水一樣的血淋巴變得‘粘彈性’或粘稠，然后滴下的血淋巴縮回傷口?！?/p>

“接下來(lái)，血細(xì)胞聚集，從傷口表面開(kāi)始，向上移動(dòng)，覆蓋血淋巴膜，最終成為密封傷口的外殼?！?/p>

學(xué)習(xí)具有挑戰(zhàn)性

成熟的煙草角蟲(chóng)，即將化蛹，體長(zhǎng)在7.5厘米至10厘米之間。它們只含有少量的血淋巴，通常會(huì)在幾秒鐘內(nèi)凝結(jié)，這使得用傳統(tǒng)方法很難研究。

由于這些原因，Kornev和他的同事們不得不為目前的研究開(kāi)發(fā)新的技術(shù)，而且要快。即便如此，最棘手的操作的失敗率也是巨大的(高達(dá)95%)，需要多次嘗試。

他們用一個(gè)塑料套筒把每只蚯蚓束縛在一個(gè)塑料套筒里，并通過(guò)套筒上的一個(gè)窗口在每只毛毛蟲(chóng)的假腿上做一個(gè)輕微的傷口。然后，他們用一個(gè)金屬球接觸滴下的血淋巴，金屬球被拉開(kāi)，形成一個(gè)血淋巴“橋”(大約兩毫米長(zhǎng)，幾百微米寬)，隨后變窄并破裂，產(chǎn)生衛(wèi)星液滴。Kornev等人使用高幀率相機(jī)和微距鏡頭拍攝了這些事件，詳細(xì)研究了這些事件。

屬性的瞬時(shí)變化

這些觀察表明，在開(kāi)始流動(dòng)后的最初大約五秒鐘內(nèi)，血淋巴的行為與水相似:用專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)來(lái)說(shuō)，就像牛頓理論中的低粘度液體。但在接下來(lái)的10秒內(nèi)，血淋巴發(fā)生了明顯的變化:它現(xiàn)在不是瞬間斷裂，而是在下落的雨滴后面形成了一座長(zhǎng)長(zhǎng)的橋。通常情況下，傷口上結(jié)痂后，60到90秒后出血就會(huì)完全停止。

Kornev等人進(jìn)一步研究了血淋巴的流動(dòng)特性，他們將一個(gè)10微米長(zhǎng)的鎳納米棒放置在新鮮血淋巴液滴中。當(dāng)一個(gè)旋轉(zhuǎn)的磁場(chǎng)導(dǎo)致納米棒旋轉(zhuǎn)時(shí)，它相對(duì)于磁性的滯后可以估計(jì)出血淋巴通過(guò)黏性將納米棒拉回來(lái)的能力。

他們得出結(jié)論，在離開(kāi)身體后的幾秒鐘內(nèi)，毛蟲(chóng)的血淋巴從低粘性變?yōu)檎硰椥砸后w。

“粘彈性流體的一個(gè)很好的例子是唾液，”Kornev說(shuō)。“當(dāng)你用手指涂抹一滴時(shí)，它的行為就像水一樣:材料科學(xué)家會(huì)說(shuō)它是純粘性的。但由于唾液中有一種叫做粘蛋白的大分子，當(dāng)你把手指分開(kāi)時(shí)，唾液就會(huì)形成一座橋梁。因此，它被恰當(dāng)?shù)胤Q(chēng)為粘彈性:當(dāng)你剪切它時(shí)是粘性的，當(dāng)你拉伸它時(shí)是彈性的?！?/p>

科學(xué)家們進(jìn)一步使用光學(xué)相對(duì)比和偏振顯微鏡、x射線成像和材料科學(xué)建模來(lái)研究血細(xì)胞聚集在傷口上形成外殼的細(xì)胞過(guò)程。他們不僅在卡羅萊納斯芬克斯蛾和它們的毛蟲(chóng)身上這樣做了，而且在其他18種昆蟲(chóng)身上也這樣做了。

血細(xì)胞是關(guān)鍵

結(jié)果表明，所研究的所有物種的血淋巴對(duì)剪切的反應(yīng)相似。但它對(duì)拉伸的反應(yīng)卻截然不同，前者是毛毛蟲(chóng)和蟑螂的富含血細(xì)胞的血淋巴，而后者是成年蝴蝶和飛蛾的缺乏血細(xì)胞的血淋巴:液滴在前兩種情況下伸展成橋，但在后一種情況下立即斷裂。

科爾內(nèi)夫說(shuō):“將血淋巴轉(zhuǎn)化為粘彈性液體似乎可以幫助毛毛蟲(chóng)和蟑螂止血，因?yàn)樗梢栽趲酌腌妰?nèi)將滴落的液滴縮回傷口。”“我們得出結(jié)論，它們的血淋巴具有瞬間改變其物質(zhì)特性的非凡能力。與產(chǎn)絲昆蟲(chóng)和蜘蛛不同，這些昆蟲(chóng)有一個(gè)特殊的器官來(lái)制造纖維，這些昆蟲(chóng)在受傷后可以在任何地方制造血淋巴絲。”

科學(xué)家們得出結(jié)論，血細(xì)胞在所有這些過(guò)程中起著關(guān)鍵作用。但是為什么毛毛蟲(chóng)和蟑螂比成年蝴蝶和飛蛾需要更多的血細(xì)胞仍然是未知的。

“我們的發(fā)現(xiàn)為設(shè)計(jì)快速工作的人類(lèi)血液增稠劑打開(kāi)了大門(mén)。我們不一定要復(fù)制精確的生物化學(xué)，但應(yīng)該專(zhuān)注于設(shè)計(jì)藥物，使血液變成一種粘彈性材料，從而止血。我們希望我們的發(fā)現(xiàn)將有助于在不久的將來(lái)完成這項(xiàng)任務(wù)。

來(lái)源：AAAS

亞氯酸鈉（Sodium hypochlorite，化學(xué)式：NaClO）是一種無(wú)色或淡黃色液體，常用作漂白劑和消毒劑。以下是亞氯酸鈉的一些化學(xué)性質(zhì)：

1. 氧化性：亞氯酸鈉是一種氧化性化合物，能夠與許多物質(zhì)發(fā)生氧化反應(yīng)。

2. 氯化性：亞氯酸鈉在水中能夠迅速分解，生成次氯酸（HClO）和氫氧化鈉（NaOH）。亞氯酸是一種比亞氯酸鈉更強(qiáng)的氧化劑。

3. 消毒性：亞氯酸鈉具有較強(qiáng)的殺菌消毒作用，可用消毒水源、池塘和水處理。

4. 漂白性：亞氯酸鈉可用作漂白劑，能夠?qū)⒃S多染料和有機(jī)物氧化漂白。

5. 不穩(wěn)定性：亞氯酸鈉在陽(yáng)光照射下會(huì)逐漸分解，所以需要存放在暗處，避免陽(yáng)光直射。

需要注意的是，亞氯酸鈉是一種腐蝕性較強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì)，在處理和使用時(shí)應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時(shí)，避免與酸性物質(zhì)或易燃物質(zhì)接觸，以免引發(fā)危險(xiǎn)反應(yīng)。