科學(xué)家發(fā)現(xiàn)毛毛蟲是如何在幾秒鐘內(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)，同時在血管外盡可能快地凝結(jié)，以止血。我們對脊椎動物血液中的化學(xué)級聯(lián)反應(yīng)有很好的了解。但是血淋巴，相當(dāng)于昆蟲的血液，有一個非常不同的組成，明顯缺乏紅細(xì)胞、血紅蛋白和血小板，并且有類似變形蟲的血細(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)。長期以來，它是如何做到這一點的一直是個謎?，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是如何做到這一點的。作者說，這一發(fā)現(xiàn)對人類醫(yī)學(xué)有潛在的應(yīng)用。

“在這里，我們展示了這些被稱為煙草角蟲的毛蟲，可以在一分鐘內(nèi)密封傷口。克萊姆森大學(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:“它們分兩步做到這一點: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，血細(xì)胞聚集，從傷口表面開始，向上移動，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，即將化蛹，體長在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。

他們用一個塑料套筒把每只蚯蚓束縛在一個塑料套筒里，并通過套筒上的一個窗口在每只毛毛蟲的假腿上做一個輕微的傷口。然后，他們用一個金屬球接觸滴下的血淋巴，金屬球被拉開，形成一個血淋巴“橋”(大約兩毫米長，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。

屬性的瞬時變化

這些觀察表明，在開始流動后的最初大約五秒鐘內(nèi)，血淋巴的行為與水相似:用專業(yè)術(shù)語來說，就像牛頓理論中的低粘度液體。但在接下來的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長的橋。通常情況下，傷口上結(jié)痂后，60到90秒后出血就會完全停止。

Kornev等人進(jìn)一步研究了血淋巴的流動特性，他們將一個10微米長的鎳納米棒放置在新鮮血淋巴液滴中。當(dāng)一個旋轉(zhuǎn)的磁場導(dǎo)致納米棒旋轉(zhuǎn)時，它相對于磁性的滯后可以估計出血淋巴通過黏性將納米棒拉回來的能力。

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

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

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

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剪切的反應(yīng)相似。但它對拉伸的反應(yīng)卻截然不同，前者是毛毛蟲和蟑螂的富含血細(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:“將血淋巴轉(zhuǎn)化為粘彈性液體似乎可以幫助毛毛蟲和蟑螂止血，因為它可以在幾秒鐘內(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)絲昆蟲和蜘蛛不同，這些昆蟲有一個特殊的器官來制造纖維，這些昆蟲在受傷后可以在任何地方制造血淋巴絲?！?/p>

科學(xué)家們得出結(jié)論，血細(xì)胞在所有這些過程中起著關(guān)鍵作用。但是為什么毛毛蟲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)計快速工作的人類血液增稠劑打開了大門。我們不一定要復(fù)制精確的生物化學(xué)，但應(yīng)該專注于設(shè)計藥物，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完成這項任務(wù)。

來源：AAAS

亞氯酸鈉（Sodium hypochlorite，化學(xué)式：NaClO）是一種無色或淡黃色液體，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：亞氯酸鈉在陽光照射下會逐漸分解，所以需要存放在暗處，避免陽光直射。

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)，在處理和使用時應(yīng)采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施。同時，避免與酸性物質(zhì)或易燃物質(zhì)接觸，以免引發(fā)危險反應(yīng)。