Hibernace je jedna z těch schopností zvířat, která člověka nejvíce fascinuje, a to nejen proto, že dokážou strávit měsíce spánkem. Ve skutečnosti nedávné objevy o hibernaci veverek naznačují důležité aplikace v oblasti cestování vesmírem.
Protože tento proces „deaktivace“ plní klíčové funkce pro přežití a obsahuje složité procesy, zde o něm naleznete informativní přehled. Kromě toho budete moci vědět, proč otázka „co mají veverky společného s letem do vesmíru? Není to součást vtipu. Začínáme.
Jak je možné strávit měsíce spánkem?
Pokud jde o studium hibernace zvířat, nejpřekvapivější věcí není to, že spí měsíce. Ve skutečnosti vědce nejvíce fascinuje, že toto období nemá na organismus zvířete smrtící účinky. I když se probudíte hubený a hladový, netrpíte mimo jiné podvýživou, znemožňující ztrátu svalové hmoty.
Hibernace je ve skutečnosti obranný mechanismus, který má přežít období, kdy se povětrnostní podmínky stanou extrémními, aniž byste museli migrovat. Není to nic dobrovolného, ani to není o spánku, je to reakce na vnější podmínky, která se skládá ze 2 hlavních fází.
V prvním případě zvíře nadměrně žere, aby nabralo svalovou hmotu a tuk. Jakmile upadnou do stavu bezvědomí, dojde v těle vzorku k několika změnám:
- Snížená srdeční frekvence: Srdce medvěda v zimním spánku může například bít 5krát za minutu, aniž by zemřelo.
- Snižuje rychlost metabolismu: díky tomuto snížení frekvence srdečních tepů organismus snižuje potřebu kyslíku, aby se přizpůsobil a netrpěl problémy.
- Přeměna močoviny na dusíkaté formy: Močovina otráví tělo, pokud není vyloučena močí, ale zvířata se neprobudí ze zimního spánku, aby se vymočila a vyprázdnila. Tato recyklace močoviny zabraňuje otravě a zároveň vytváří látky použitelné pro přežití, jako jsou proteiny.
- Snížené odbourávání svalových bílkovin: Když se zvířata probudí z hibernace, díky tomuto procesu neztratila mnoho svalové hmoty z nečinnosti.
- Tvorba a obnova kostních buněk se zintenzivňuje: tímto způsobem jsou kosti chráněny před osteoporózou a dalšími patologiemi typickými pro nečinnost a zpomalený metabolismus.
- Snížení tělesné teploty: kupodivu tělesná teplota zvířete příliš neklesá, jen o pár stupňů. To zůstává pro vědu záhadou.
Jak se veverky ukládají k zimnímu spánku?
Existuje mnoho druhů, které hibernují a každý z nich představuje zvláštnosti z hlediska tohoto procesu. V případě syslů (rod Spermophilus) jedna studie zjistila, že klíč k jejich udržení po dlouhé měsíce trpět leží v jejich střevním mikrobiomu.
Navzdory reaktivaci po měsících zůstávají svalová hmota a funkce veverek nedotčeny.
Tato záhada zachraňuje teorii formulovanou v 80. letech a uvažovanou v jedné z položek předchozího seznamu, záchranu vodíku močoviny. Jak bylo řečeno, močovina, pokud není evakuována, intoxikuje tělo, takže tělo hibernujícího zvířete ji využívá k udržení svalů.
Autoři studie zjistili, že močovina putuje z krve do střeva, kde je střevní flóra veverky zodpovědná za její rozklad na dusík a uhlík.Tento močovinový dusík je molekula, která se podílí na tvorbě svalové tkáně během hibernace, takže nedochází téměř k žádné ztrátě hmoty.
Jak to platí pro cestování vesmírem?
Tento objev je průkopnický a otevírá několik cest pro jeho uplatnění ve vědě. Vzhledem k tomu, že biom těla dokáže vyrobit dusík pro udržení zdravých svalů v extrémních podmínkách, může být dosaženo významného pokroku v léčbě dystrofií, a to jak u lidí, tak u lidí.
Mikrobi žijící v lidském střevě jsou také schopni získat dusík z močoviny, ale ne na takové úrovni jako tato zvířata.
Na druhou stranu astronauti při cestování do vesmíru často ztrácejí hodně svalové hmoty. K tomu dochází proto, že za prodloužených podmínek mikrogravitace se syntéza proteinů snižuje.Je to však problém, který by se dal vyřešit, kdyby se střevní mikroflóra zlepšila tak, aby zahrnovala recyklaci močoviny.
Představovali jste si, že setkání s veverkami může lidem otevřít dveře na tolik užitečných cest? Nejde ani tak o ztrátu svalové hmoty astronautů, ale o nalezení zlepšení kvality života mnoha lidí. Od svalové atrofie stárnutí až po nemoci, jako je sarkopenie, toto odhalení slibuje hodně.