Зимен сън е една от онези способности на животните, които най-много очароват хората, и то не само защото могат да прекарат месеци в сън. Всъщност последните открития за хибернацията на катерици предполагат важни приложения в областта на космическите пътувания.
Тъй като този процес на „деактивиране“ изпълнява ключови функции за оцеляване и съдържа сложни процеси, тук ще намерите информативен преглед за него. Освен това ще можете да разберете защо въпросът „какво общо имат катериците с полета в космоса?“ Не е част от шега. Да започваме.
Как е възможно да прекарате месеци в сън?
Когато става въпрос за изследване на зимния сън на животните, най-изненадващото не е, че те спят с месеци. Всъщност това, което най-много очарова учените е, че този период няма смъртоносни ефекти върху организма на животното. Дори да се събудите кльощави и гладни, вие не страдате от недохранване, което води до загуба на мускулна маса, наред с други чудеса.
Хибернацията всъщност е защитен механизъм за оцеляване в периоди, в които климатичните условия стават екстремни, без да се налага да мигрирате. Не е нещо доброволно, нито е свързано със съня, това е отговор на външни условия, който се състои от 2 основни фази.
В първия животното яде прекомерно, за да натрупа мускулна маса и мазнини. След като изпаднат в състояние на безсъзнание, в тялото на екземпляра настъпват няколко промени:
- Намален пулс: Сърцето на спяща зимен сън мечка, например, може да бие 5 пъти в минута, без да умре.
- Намалява скоростта на метаболизма: поради това намаляване на честотата на сърдечните удари, организмът намалява нуждата на тялото от кислород, за да го адаптира и да не страда от проблеми.
- Превръщане на уреята в азотни форми: Уреята отравя тялото, ако не се елиминира чрез урината, но животните не се събуждат от зимен сън, за да уринират и дефекират. Това рециклиране на урея предотвратява отравяне, като същевременно създава използваеми вещества за оцеляване, като протеини.
- Намалено разграждане на мускулен протеин: Когато животните се събудят от хибернация, те не са загубили много мускулна маса от бездействие благодарение на този процес.
- Засилва се образуването и обновяването на костните клетки: по този начин костите се предпазват от остеопороза и други патологии, характерни за бездействие и забавен метаболизъм.
- Намаляване на телесната температура: колкото и да е странно, телесната температура на животното не спада твърде много, само няколко градуса. Това остава загадка за науката.
Как спят зимен сън катериците?
Има много видове, които спят зимен сън и всеки от тях има особености по отношение на този процес. В случай на земни катерици (род Spermophilus), едно проучване установи, че ключът към тяхното поддържане през месеците на вцепенение се крие в чревния им микробиом.
Въпреки повторното активиране месеци по-късно, мускулната маса и функцията на катериците остават непокътнати.
Тази мистерия спасява теорията, формулирана през 80-те години и обмислена в един от елементите в предишния списък, спасяването на уреиновия водород. Както беше казано, уреята интоксикира тялото, ако не се евакуира, така че тялото на хиберниращото животно я използва за поддържане на мускулите.
Авторите на изследването установиха, че уреята се движи от кръвта до червата, където чревната флора на катерицата е отговорна за разграждането й на азот и въглерод.Този карбамиден азот е молекулата, която участва в образуването на мускулна тъкан по време на хибернация, поради което почти няма загуба на маса.
Как се отнася това за пътуването в космоса?
Това откритие е пионерско и отваря няколко пътя за приложението му в науката. Тъй като биомът на тялото може да произвежда азот, за да поддържа мускулите здрави при екстремни условия, може да се постигне важен напредък в лечението на дистрофии, както при хора, така и при нечовеци.
Микробите, живеещи в човешките черва, също са способни да възстановяват азот от урея, но не до същото ниво като тези животни.
От друга страна, астронавтите често губят много мускулна маса, когато пътуват в космоса. Това се случва, защото при продължителни условия на микрогравитация протеиновият синтез намалява.Въпреки това, това е проблем, който може да бъде решен, ако чревната микробиота може да бъде подобрена, за да включва рециклиране на урея.
Представяли ли сте си, че срещата с катерици може да отвори вратата към толкова много полезни пътища за хората? Не става въпрос толкова за загубата на мускули на астронавтите, а за намирането на подобрение в качеството на живот на много хора. От мускулна атрофия при стареене до заболявания като саркопения, това разкритие обещава много.
