马汗有什么特别的地方么?
如果你没见过马出汗的样子,那你看到下面这张图可能会有点惊讶。
马的体表渗出一种看起来像牛奶的物质,这不是别的,正是马的汗。
曾有人在reddit上问,为什么在游戏《荒野大镖客》里自己的马身上有不明白色物体……还以为bug。可见这款游戏的细节之多令人难以置信……
扯远了。
之所以如此,是因为马汗的蛋白质含量非常高。
根据研究,马的汗液蛋白浓度约为 13.5 g/L(肾上腺素刺激时平均浓度),在热诱导出汗的条件下,蛋白质浓度下降到约 8.55 g/L,仍然显著高于其他动物[1]。
相比之下,人类汗液中的蛋白质浓度平均为 1-2 g/L,在极端条件下可能会达到 3 g/L,但依旧远低于马的汗液蛋白浓度。人类汗液中的主要蛋白包括乳铁蛋白、溶菌酶和微量血清蛋白,主要功能是抗菌和皮肤保护。
动物 | 蛋白质浓度 (g/L) | 蛋白质功能 |
---|---|---|
马 | 8.55-13.5 | 高浓度蛋白质用于散热和保护皮肤 |
人类 | 1-2(极端条件3) | 抗菌、皮肤保护 |
牛 | 2-4 | 散热和抗菌 |
羊 | 5-7 | 散热和皮肤保护 |
狗和猫 | ~0 | 汗液分泌量极少,不起主要作用 |
鼠类 | <1 | 功能不明显 |
当汗液中蛋白质含量过高时,这些蛋白质分子或蛋白质的聚集体成为光散射的介质,当大量光被散射后(瑞利散射、米氏散射),米氏散射通常导致光被均匀地散射,从而使汗液呈现白色。
在马汗所含的蛋白质里,一种名为Latherin的蛋白质是最主要的存在。Latherin是一种特殊的表面活性蛋白质,主要存在于马(Equus caballus)的汗液和唾液中。
研究马汗液的高蛋白含量时,科学家注意到一种独特的蛋白质对汗液的表面张力有显著影响。2009年,Latherin的分子结构首次被完整解析[2]。
Latherin分子具有亲水(与水结合)和疏水(排斥水)两个区域。这种两亲性结构使Latherin能够迅速吸附在水-空气界面上,降低液体的表面张力。所以,汗液能够更均匀地铺展开在皮肤和毛发表面,加速蒸发。
科学家用了一种叫“Du Noüy环法[3]”的工具,这个工具能测量液体表面的张力。
就像我们在水上漂浮一个硬币时,水的表面会像薄膜一样支撑着硬币,液体的表面张力越低,这层“薄膜”就越不明显。
他们把 Latherin 加入到水中,逐渐提高蛋白质浓度。每次加入后,用仪器测量水的表面张力。
结果,在不到 1 毫克每毫升的浓度下,就能把水的表面张力从 74 mN/m 降到 56 mN/m。这种效果和洗涤剂差不多,说明它在汗液中确实能帮助水迅速铺展在马毛上。
是不是看起来像“洗涤剂”(如肥皂中的脂肪酸盐)一样:
理论上,这种蛋白质可以作为一种天然、温和的表面活性剂,应用于清洁剂、护肤品甚至工业用途中。
马是一种需要大量散热的高耐力动物,尤其在奔跑时,其体温会迅速上升。而乳状的汗液显著提高了马的散热能力。
不过,Latherin也正是让一些人对马过敏的罪魁祸首。
科学家使用了一种免疫检测方法,分析马过敏患者的血液,看看他们的免疫系统是否会对 Latherin 产生反应。先从过敏患者的血液中提取 IgE 抗体。然后把这些抗体和重组的 Latherin 蛋白混合,观察是否发生结合。
结果确实有几名过敏患者的 IgE 抗体和 Latherin 结合了。也就是说它会引发过敏。