人間は数日横たわっただけで血栓ができるのに、クマは半年横たわっていても平気なのでしょうか？

ヒグマは十分に餌を食べたあと、冬眠を始めます。冬眠は数か月続くこともあります。冬眠後のクマは、基本的に空腹以外に大きな健康上の問題はありません。

同じクマの10月の冬眠前（左）と翌年の4月の冬眠後（右） |画像提供: WSU ベアセンター

しかし、人間の場合、どんなに疲れていても、長時間眠ろうとすると、血栓、筋萎縮、骨粗鬆症、床ずれなどの問題が生じてしまいます。 7か月間横になっていることはもちろん、車や飛行機に10時間以上座っているだけでも、身体に不快感を覚え始め、血栓のリスクが高まります。

では、何ヶ月も横たわっているクマはなぜ血栓をまったく心配する必要がないのでしょうか?彼らはどうやってそれを行うのでしょうか?

研究により、その答えは特殊なタンパク質にあることが判明した。冬眠中のクマは血液凝固を助けるタンパク質の産生が少なくなり、致命的な血栓が形成されないため、何の害もなく何ヶ月も動かずにいられる。

世界中の科学者、医師、獣医は、動物の冬眠を研究し、その研究結果を利用して心臓血管疾患やその他の人間の病気を治療する薬を開発したいと考えている。一部の宇宙機関や軍隊も、宇宙飛行士が宇宙旅行にうまく対応したり、長期ミッションを遂行したり、負傷して動けなくなった兵士を治療したりできるように、冬眠の研究に投資している。

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ヒグマから血を抜く

研究チームはヒグマの冬眠の秘密を研究しているが、夏になるとスウェーデンやスカンジナビア半島上空にヘリコプターを飛ばし、ヒグマを探し始める。

小型で機敏なヘリコプターが標的のクマの上空に着陸すると、危険を察知したヒグマはすぐに頭を上げ、毛に隠れそうな小さな目でクマを見つめ、そして走り始めた。専門家の手術により、麻酔銃がクマに撃たれ、クマはすぐに眠りに落ちました。その後、獣医がクマが麻酔をかけられたかどうかを確認するために急いで駆けつけ、数百メートル離れたところでは別の研究チームが不安そうに待機していた。

麻酔は約1時間続くため、研究者には時間がほとんどありません。決定的な「OK」が出ると、彼らはすぐに決められた順番で毛むくじゃらの獣の周りにひざまずき、サンプルを採取し始めます。必要なサンプルはそれぞれ数分以内に収集、処理、凍結されます。

1時間以内に任務は達成され、全員が直ちに撤退し、獣医の1人がクマに解毒剤を与えて、クマがブルーベリーを食べ続けられるようにした。

**採取されたサンプルの中で最も重要なのはクマの血です。血液細胞は体外では急速に変性するため、研究者らは遠心分離機やその他の研究機器をドイツからスウェーデンの田舎の家に輸送した。 「血液や血小板を研究するなら、非常に迅速に行動する必要がある」と、この研究プロジェクトに参加している心臓専門医のトビアス・ペッツォルド氏は語った。

研究チームは12頭のヒグマを追跡したが、そのすべてにGPS首輪が付けられており、科学者が冬の間にヒグマの巣穴を見つけるのに役立った。森の中で、研究者たちは無線方向探知アンテナと電子機器の地図を使ってクマの位置を確認します。その後、ドイツ、フランス、デンマーク、スウェーデン、ノルウェーなどの国々から集まった研究者グループが、クマが冬眠する洞窟への旅を始めました。

雪に覆われた森を歩き、冬眠中のクマを見つけて血を吸うのは簡単なことではありません。 「私たちが到着すると、クマが目を覚まして逃げ出すこともあります。巣穴に潜り込むと、クマは非常に危険な動物になることがあります」と、このプロジェクトに携わるノルウェー内陸応用科学大学の応用生態学教授、ジョン・アルネモ氏は語った。

麻酔に成功したヒグマは洞窟から引きずり出され、サンプルが採取されます。採集が完了したら、慎重に洞窟に戻され、冬眠を続けます。そして翌年の夏、彼らは同じクマを追跡し、血液サンプルを採取し続ける予定だ。

タンパク質「HSP47」は夏に多く、冬に少ない

研究チームは以前、血栓の形成に不可欠なクマの血小板は冬には固まりにくくなることを発見していた。現在、研究者らは夏と冬のサンプルを並べて分析することで、クマの血液に季節的な違いがあることに気づいた。この違いが、冬にクマの血小板の粘着性が低下する理由を説明できるかもしれない。

その答えはHSP47と呼ばれるタンパク質にあります。このタンパク質は夏にはクマの血液中に豊富に存在しますが、冬にはほとんど消失してしまいます。

このタンパク質は血小板の表面に現れ、血液細胞がくっつくのを助けます。傷口に血栓が形成されると、体内の出血が止まり、傷口の治癒が促進されます。しかし、血液が静脈内で凝固し、自然に溶解できない場合、致命的な血栓を形成する可能性があります。このプロセスでは、血小板上の HSP47 が好中球 (白血球の一種) を活性化し、タンパク質、病原体、細胞を捕らえる「網」を形成して血栓を形成します。

冬眠中のクマは HSP47 の生成量が少ないため、血液中にこうした「ウェブ」が形成されにくくなり、血液が凝固しにくくなります。 |画像出典：参考文献[3]

「（ヒグマの）血小板のタンパク質を注意深く調べたところ、冬にはHSP47タンパク質がほとんど存在しないことがわかった。マウスのHSP47タンパク質の生成を制御する遺伝子を削除したところ、マウスは血栓をほとんど形成できないことがわかった」と、10年以上ヒグマを研究しているスウェーデンのオレブロ大学病院の心臓専門医、オーレ・フロバート氏は述べた。

「この発見は非常に興味深い。なぜなら、運動不足により血栓のリスクがある人々にとって重要な可能性があるからだ。 」

画像出典：参考文献[3]

この研究結果は、研究者に新たな抗血栓薬の開発への大きな展望を与えるものです。主に深部静脈血栓症と肺塞栓症を含む静脈血栓塞栓症は、人間の罹患率と死亡率の主な原因です。血栓を予防するためにすでにいくつかの薬剤が広く使用されていますが、これらの薬剤に共通する特徴は、いずれも出血のリスクを伴い、重症の場合は生命を脅かす可能性があるということです。

ヒグマの冬眠能力を研究することは、副作用の少ない血栓予防薬の開発に役立つだけでなく、人類が肥満や過体重といった公衆衛生問題を解決することにも役立つかもしれない。

もしかしたら、クマの冬眠の秘密を利用して、SF作品に描かれているような宇宙旅行が実現できる日が来るかもしれません。

参考文献

[1] 研究者たちは血栓に対する新たな治療法を求めてクマの秘密を解読している。 （2023年11月9日）。オーフス大学。 https://biomed.au.dk/display/artikel/researchers-decode-the-secret-of-bears-in-pursuit-of-new-treatment-against-blood-clots から取得

[2] 冬眠中のクマが血栓を起こさない理由が分かりました。 https://www.science.org/content/article/now-we-know-why-hibernating-bears-don-t-get-blood-clots より取得

[3] Fröbert, O.、Frøbert, AM、Kindberg, J.、Arnemo, JM、および Overgaard, MT (2020)。座りがちな生活習慣病のトランスレーショナルモデルとしてのヒグマ。 J.インターン医学、287(3)、263-270。出典: 10.1111/joim.12983

[4] グランドーニ，D.（2023）。クマのように眠ることを学ぶと、命が救われるかもしれません。ワシントンポスト。 https://www.washingtonpost.com/climate-environment/2023/12/23/bear-hibernation-research-health-care より取得

[5] クマの秘密の跡を追う - 英語。 https://www.inn.no/english/research/research-news/following-the-trail-of-the-bears-secrets から取得

[6] 冬眠ベアプロジェクト。 https://www.brownbearproject.com/hibernation から取得

[7] ヒグマの冬眠：血栓症を防ぐための手がかり。 （2023年4月14日）。 Ludwig-Maximilians-Universität München、Geschwister-Scholl-Platz 1、80539 München。 https://www.lmu.de/en/newsroom/news-overview/news/hibernation-of-brown-bears-clues-to-protect-against-thrombosis.html から取得

[8] サイエンスノルディック。 （2018年4月10日）。 https://www.sciencenordic.com/animals--plants-denmark-forskerzonen/gut-bacteria-keeps-bears-healthily-obese/1454922 から取得

[9] WildSweden - スウェーデンの野生動物アドベンチャー。 https://www.wildsweden.com/facts-about-bears-in-sweden から取得

企画・制作

出典: Bringing Science Home (id: steamforkids)

編集者：鍾延平

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