Суслик может не есть полгода: способен ли на такое человек?

Жажда или жизнь?

В исследовании, опубликованном в журнале Science, было обнаружено, что у сусликов, находящихся в спячке, подавляются области мозга, отвечающие за чувство жажды, даже когда они активны. Это позволяет им выживать под землей долгое время. Жажда у млекопитающих важна для поддержания жизненно необходимых процессов к которым относятся кровообращение и регуляция температуры тела. Но для белки с коричневым мехом, покидать нору зимой опасно.

— Это повысит риск нападения хищников. Кроме того, холод сам по себе представляет угрозу. Но, вероятно, наибольшую опасность представляют голодные хищники, которые рыщут на поверхности в поисках добычи. Они не преминут схватить любую белку, совершившую ошибку и покинув гнездо в голодные зимние месяцы, когда добычи мало и негде спрятаться. Мы не знаем наверняка, но это логичное объяснение, к которому мы пришли, — говорит Елена Грачева, старший автор исследования и профессор клеточной и молекулярной физиологии и нейробиологии в Йельском университете.

Таким образом, утоление жажды становится нелогичным способом выжить, даже когда белки отчаянно хотят пить.

Спячка — это не сон

Исследование Грачевой и коллег показало, что у белок в спячке концентрация ионов остается стабильной благодаря экономии воды и связыванию ионов. Гормоны окситоцин и вазопрессин обеспечивают антидиуретический эффект, высокая активность области мозга, вырабатывающей эти гормоны, сохраняется при сниженной температуре тела. Во время спячки млекопитающие избегают употребления воды, несмотря на наличие сигналов, вызывающих жажду.

Периоды оцепенения перемежаются с краткими активными фазами, когда белки не покидают нору. В ходе экспериментов выяснилось, что в периоды пробуждения белки предпочитают концентрированный солевой раствор вместо воды, что может свидетельствовать о жажде соли для увеличения объема крови без снижения уровня ионов.

— Если вы сильно обезвожены, вам не стоит пить простую воду, так как это может снизить содержание критических ионов в вашем организме ниже безопасного уровня, — говорит Мадлен Джанкинс, ведущий автор исследования и нейробиолог в Йельском университете.

Однако, в отличие от человека-спортсмена, млекопитающие, впадающие в спячку, которые пьют свой беличий Gatorade, по-видимому, тоже не испытывают жажды.

— Мы знаем, что аппетит к натрию и жажда возникают в разных частях мозга, поэтому мы предположили, что подавление жажды может быть связано со снижением активности нейронов в его определенных областях, — объясняет Джанкинс.

Мозг включает защиту

Исследование изучает реакцию нейронов мозга белок на гормоны, вызывающие жажду. В чашке Петри нейроны реагируют на эти гормоны, но в контексте всего мозга их активность подавляется, вероятно, из-за ингибирующей сигнализации. Ввиду недостаточной изученности геномов и нейронов сусликов, такие эксперименты, как активация или подавление отдельных нейронов, затруднены, но ученые надеются на прогресс в ближайшие годы.

Гибернация изучена слабо на молекулярном уровне, и данное исследование направлено на понимание физиологических аспектов управления водными ресурсами во время зимнего сна. Исследователи также изучают сигналы голода и другие стратегии выживания сусликов.

— Я искренне верю, что каждое животное по-своему удивительно и может научить нас чему-то полезному. В мире существует множество различных способов выживания и стратегий, которые не перестают поражать своей изобретательностью, — говорит Джанкинс.

Гибернация для человека

Исследования гибернации белок открывают возможности для улучшения трансплантации органов и операций на сердце, увеличивая допустимое время индуцированной гипотермии с двух до пяти часов, что может спасти жизни. Грачева считает, что эти исследования помогут выявить клеточные и молекулярные мишени для лечения анорексии. Это также может способствовать развитию дальних космических путешествий, сместив акцент на контроль метаболизма и устранение неприятных ощущений в частичной гибернации. Тема актуальна для НАСА, так как контролируемый метаболизм мог бы способствовать долгосрочным космическим миссиям.

Ранее мы писали, что ученые создали метод, который побуждает комаров распространять лекарство от малярии. Подробности уникального эксперимента в материале 56orb.