Zimsko spanje je ena tistih sposobnosti živali, ki najbolj navdušujejo ljudi, pa ne samo zato, ker lahko več mesecev spijo. Pravzaprav nedavna odkritja o zimskem spanju veveric kažejo na pomembne aplikacije na področju vesoljskih potovanj.
Ker ta proces »deaktivacije« izpolnjuje ključne funkcije za preživetje in vsebuje kompleksne procese, boste tukaj našli informativno oceno o njem. Poleg tega boste lahko izvedeli, zakaj vprašanje "kaj imajo veverice z odhodom v vesolje?" To ni del šale. Začnimo.
Kako je mogoče preživeti mesece v spanju?
Ko gre za preučevanje zimskega spanja živali, najbolj presenetljivo ni to, da spijo več mesecev. Znanstvenike pravzaprav najbolj navdušuje, da to obdobje nima smrtonosnih učinkov na organizem živali. Tudi če se zbudite suhi in lačni, med drugim ne trpite zaradi podhranjenosti, hromeče izgube mišične mase.
Hibernacija je pravzaprav obrambni mehanizem za preživetje obdobij, ko vremenske razmere postanejo ekstremne, ne da bi se morali seliti. Ne gre za nekaj prostovoljnega niti za spanje, je odziv na zunanje pogoje, ki je sestavljen iz dveh glavnih faz.
V prvem se žival prekomerno prehranjuje, da pridobi mišično maso in maščobo. Ko padejo v stanje nezavesti, se v telesu osebka zgodi več sprememb:
- Zmanjšan srčni utrip: Srce medveda v hibernaciji lahko na primer utripne 5-krat na minuto, ne da bi umrlo.
- Zmanjša hitrost metabolizma: zaradi tega zmanjšanja frekvence srčnega utripa organizem zmanjša potrebo telesa po kisiku, da se prilagodi in ne trpi težav.
- Pretvorba sečnine v dušikove oblike: sečnina zastruplja telo, če se ne izloči z urinom, vendar se živali ne zbudijo iz zimskega spanja, da bi urinirale in iztrebljale. To recikliranje sečnine preprečuje zastrupitev, hkrati pa ustvarja uporabne snovi za preživetje, kot so beljakovine.
- Zmanjšana razgradnja mišičnih beljakovin: Ko se živali zbudijo iz zimskega spanja, zaradi tega procesa niso izgubile veliko mišične mase zaradi nedejavnosti.
- Pospeši se tvorba in obnova kostnih celic: na ta način so kosti varne pred osteoporozo in drugimi boleznimi, značilnimi za nedejavnost in upočasnjeno presnovo.
- Znižanje telesne temperature: Nenavadno je, da telesna temperatura živali ne pade preveč, le nekaj stopinj. To ostaja skrivnost za znanost.
Kako veverice prezimujejo?
Obstaja veliko vrst, ki prezimijo in vsaka od njih predstavlja posebnosti v smislu tega procesa. V primeru zemeljskih veveric (rod Spermophilus) je ena študija pokazala, da je ključ do njihovega vzdrževanja skozi mesece otrplosti v njihovem črevesnem mikrobiomu.
Kljub ponovni aktivaciji nekaj mesecev kasneje, mišična masa in funkcija veveric ostajata nedotaknjena.
Ta skrivnost rešuje teorijo, oblikovano v 80-ih in obravnavano v eni od postavk na prejšnjem seznamu, reševanje vodika sečnine. Kot rečeno, sečnina zastrupi telo, če ni evakuirana, tako da jo telo prezimujoče živali porabi za vzdrževanje mišic.
Avtorji študije so ugotovili, da sečnina potuje iz krvi v črevesje, kjer je veveričja črevesna flora odgovorna za njeno razgradnjo na dušik in ogljik.Ta sečninski dušik je molekula, ki sodeluje pri oblikovanju mišičnega tkiva med hibernacijo, zato skoraj ni izgube mase.
Kako to velja za vesoljska potovanja?
To odkritje je pionirsko in odpira več poti za njegovo uporabo v znanosti. Ker lahko telesni biom uspe proizvajati dušik za ohranjanje zdravja mišic v ekstremnih pogojih, je mogoče doseči pomemben napredek pri zdravljenju distrofije, tako pri ljudeh kot pri ljudeh.
Mikrobi, ki živijo v človeškem črevesju, so prav tako sposobni obnoviti dušik iz sečnine, vendar ne v enaki meri kot te živali.
Po drugi strani pa astronavti med potovanjem v vesolje pogosto izgubijo veliko mišične mase. To se zgodi, ker se v dolgotrajnih pogojih mikrogravitacije sinteza beljakovin zmanjša.Vendar je to težava, ki bi jo lahko rešili, če bi izboljšali črevesno mikrobioto in vključili recikliranje sečnine.
Ste si predstavljali, da lahko srečanje z vevericami odpre vrata toliko koristnih poti za človeka? Ne gre toliko za izgubo mišične mase astronavtov, temveč za ugotovitev izboljšanja kakovosti življenja mnogih ljudi. Od atrofije mišic zaradi staranja do bolezni, kot je sarkopenija, to razkritje obljublja veliko.