Žiemos miegas yra vienas iš tų gyvūnų gebėjimų, kurie labiausiai žavi žmones, ir ne tik todėl, kad jie gali miegoti mėnesius. Tiesą sakant, naujausi atradimai apie voverių žiemos miegą rodo svarbius pritaikymus kosminių kelionių srityje.
Kadangi šis „deaktyvavimo“ procesas atlieka esmines išlikimo funkcijas ir apima sudėtingus procesus, čia rasite informatyvią apžvalgą apie tai. Be to, jūs sužinosite, kodėl kyla klausimas „ką bendro turi voverės su išvykimu į kosmosą? Tai ne pokšto dalis. Pradėkime.
Kaip galima mėnesius miegoti?
Kalbant apie gyvūnų žiemos miegą, labiausiai stebina ne tai, kad jie miega mėnesius. Tiesą sakant, mokslininkus labiausiai žavi tai, kad šis laikotarpis neturi mirtinų padarinių gyvūno organizmui. Net jei pabundate liesas ir alkanas, jūs, be kitų stebuklų, nekankina netinkama mityba, negalite prarasti raumenų masės.
Žiemos miegas iš tikrųjų yra gynybos mechanizmas, padedantis išgyventi laikotarpius, kai oro sąlygos tampa ekstremalios ir nereikia migruoti. Tai nėra kažkas savanoriško ir ne apie miegą, tai yra atsakas į išorines sąlygas, susidedantis iš 2 pagrindinių fazių.
Pirmajame gyvūnas valgo per daug, kad priaugtų raumenų masės ir riebalų. Kai jie patenka į sąmonės būseną, bandinio kūne įvyksta keli pokyčiai:
- Sumažėjęs širdies susitraukimų dažnis: pavyzdžiui, žiemojančio lokio širdis gali plakti 5 kartus per minutę nenumirdama.
- Mažina medžiagų apykaitą: dėl šio širdies susitraukimų dažnio sumažėjimo organizmas sumažina deguonies poreikį, kad jis prisitaikytų ir nepatirtų problemų.
- Karbamido pavertimas azotinėmis formomis: Karbamidas nuodija organizmą, jei jis nepasišalina su šlapimu, tačiau gyvūnai nepabunda iš žiemos miego, kad galėtų šlapintis ir tuštintis. Šis karbamido perdirbimas apsaugo nuo apsinuodijimo ir sukuria tinkamų išgyventi medžiagų, pvz., b altymų.
- Sumažėjęs raumenų b altymų irimas: kai gyvūnai pabunda iš žiemos miego, dėl šio proceso jie neprarado daug raumenų masės dėl neveiklumo.
- Suaktyvinamas kaulinių ląstelių formavimasis ir atsinaujinimas: tokiu būdu kaulai saugomi nuo osteoporozės ir kitų patologijų, būdingų neveiklumui ir sulėtėjusiai medžiagų apykaitai.
- Kūno temperatūros sumažėjimas: kaip bebūtų keista, gyvūno kūno temperatūra nekrenta per daug, vos pora laipsnių. Tai lieka mokslui paslaptis.
Kaip voverės žiemoja?
Yra daug rūšių, kurios žiemoja, ir kiekviena iš jų pasižymi šio proceso ypatumais. Viename tyrime nustatyta, kad šlifuotų voverių (Spermophilus genties) atveju raktas į jų išlaikymą ilgus mėnesius slypi žarnyno mikrobiome.
Nepaisant to, kad voverės vėl suaktyvėjo po kelių mėnesių, voverės raumenų masė ir funkcija išlieka nepakitę.
Ši paslaptis gelbsti teoriją, suformuluotą devintajame dešimtmetyje ir apmąstytą viename iš ankstesnio sąrašo punktų – šlapalo vandenilio gelbėjimą. Kaip buvo sakyta, karbamidas apsvaigina kūną, jei jis nėra evakuotas, todėl žiemojančio gyvūno kūnas jį naudoja raumenims palaikyti.
Tyrimo autoriai nustatė, kad karbamidas iš kraujo keliauja į žarnyną, kur voverės žarnyno flora yra atsakinga už jo skaidymą į azotą ir anglį.Šis karbamido azotas yra molekulė, kuri dalyvauja formuojant raumenų audinį žiemos miego metu, todėl masė beveik neprarandama.
Kaip tai taikoma kelionėms į kosmosą?
Šis atradimas yra novatoriškas ir atveria kelis kelius jį pritaikyti moksle. Kadangi kūno biomas gali gaminti azotą, kad raumenys išliktų sveiki ekstremaliomis sąlygomis, gali būti pasiekta svarbios pažangos gydant distrofijas, tiek žmonėms, tiek ne žmonėms.
Žmogaus žarnyne gyvenantys mikrobai taip pat gali atgauti azotą iš karbamido, bet ne tiek, kiek šie gyvūnai.
Kita vertus, keliaudami į kosmosą astronautai dažnai praranda daug raumenų masės. Taip yra dėl to, kad, ilgai veikiant mikrogravitacijai, sumažėja b altymų sintezė.Tačiau tai yra problema, kurią būtų galima išspręsti, jei žarnyno mikrobiotą būtų galima pagerinti, įtraukiant karbamido perdirbimą.
Ar įsivaizdavote, kad susitikimas su voverėmis gali atverti tiek daug žmogui naudingų kelių? Kalbama ne tiek apie astronautų raumenų praradimą, kiek apie daugelio žmonių gyvenimo kokybės pagerėjimą. Nuo raumenų atrofijos dėl senėjimo iki ligų, tokių kaip sarkopenija, šis apreiškimas žada daug.
