Hibernující osoba může být poslána na vesmírnou cestu a nebude potřebovat jídlo. Nebo ho s tím seznamte
Každé jaro, když se dny prodlužují,Různá zvířata, od grizzlyů po sysly, se začínají probouzet ze zimního spánku. Obvykle říkáme, že se probudí, ale hibernace je mnohem složitější než normální spánek. Jakékoli zvíře, které dokáže zůstat v podzemí měsíce bez jídla a vody a přežít, dělá něco složitějšího než jen spánek.
Mezi zvířata, která přezimují, patříhlodavci, někteří obojživelníci a dokonce i několik primátů. Největšími zástupci jsou medvědi. Podle Eleny Grachevové, neurovědkyně z Yaleovy univerzity v New Havenu, se proces, který způsobí, že se tak velký tvor „vypne“, vzpírá jednoduchému vysvětlení.
Je důležité studovat hibernaci medvědů, protože tomůžete se dozvědět o stavbě velkých savců, zejména lidí. Pokud by výzkumníci tento proces zkoumali, mohl by potenciálně změnit způsob, jakým přistupujeme k celé řadě lidských onemocnění, včetně mrtvice, osteoporózy, Parkinsonovy choroby a Alzheimerovy choroby.
Jak přezimují různá zvířata?
Medvědi přezimují zvláštním způsobem, nepodobný ostatním zvířatům. Sysel arktický dokáže dočasně snížit tělesnou teplotu na -3 °C, aniž by úplně zmrzl. Medvědi naopak ve svých doupatech neztrácejí téměř žádné teplo, přesto se tento proces nazývá zimní spánek, protože se zpomaluje jejich metabolismus.
Tento proces Bryan Barnes, zoolog z University of Alaska Fairbanks, a jeho kolegové pečlivě sledovali před více než 10 lety a studovali černé medvědy hibernující v umělých doupatech.
Tyto pelíšky byly vlastně komory, kteréměřená spotřeba kyslíku a produkce oxidu uhličitého – to jsou důležité ukazatele metabolismu. Senzory sledovaly tělesnou teplotu. Jednalo se o první studii, která potvrdila, že zvířata mohou hibernovat, aniž by prochladla.
Medvědi v zimním spánku však nejen odpočívají, řekl Barnes. Opravdu se vypínají.
„Vstoupí do doupěte, zatočí dva nebo třilehněte si a zůstaňte tak šest měsíců,“ říká Barnes. Každých pár dní vstávají, aby změnili stranu. Barnes poznamenává, že medvědice nosí svá mláďata během hibernace, aniž by se krmily nebo využívaly vlastní zásoby tuku a vody.
Může člověk přejít do hibernace?
Takový sen bude stát lidi draho.Člověk by se mohl nechat ošetřit a ležet na nemocničním lůžku nebo letět na Mars, výsledek je stejný – naše svaly atrofují a kosti po měsících nečinnosti řídnou.
Medvědi tento problém nemají.Část tajemství jejich silných kostí vědci odhalili teprve nedávno. V roce 2021 Barnes a jeho kolegové zveřejnili studii, která ukazuje, že hibernující medvědi jsou schopni vypnout geny spojené s rozpadem kostí.
Vědci spekulují, že jednoubude možné manipulovat stejný proces u lidí, aby se zabránilo osteoporóze. Barnes poznamenává, že tento přístup může pomoci lidem upoutaným na lůžko.
Pomalý metabolismus medvědů, které spadají dohibernace je úžasný proces. Medvěd může během několika měsíců zpomalit dech a srdeční frekvenci asi o 75 % při zachování relativně vysoké tělesné teploty. Zatím nikdo přesně neví, jak medvědi zpomalují metabolismus.
Vědci se domnívají, že medvědi neleží uvolněně jako gophers, ale spíše se stočí do klubíčka: tuk a srst tak udržují medvědy v teple.
Výzkum v této oblasti vyvolal hlavní otázku:může člověk hibernovat? Je možné tento stav využít ke snadnému cestování vesmírem a nespotřebovat mnoho zdrojů. Kromě toho můžete osobu, která je na jednotce intenzivní péče, přezimovat, abyste si zachránili život.
Proč by člověk hibernoval?
Srdeční infarkty a mrtvice jsou výrazně sníženymnožství kyslíku vstupujícího do mozku. Tento problém by byl mnohem méně zničující, kdyby lékaři dokázali rychle snížit množství potřebného kyslíku. Jinými slovy, uvést člověka do nějakého zdání hibernace.
Pokud se člověku s mrtvicí nepomůžeprvní hodinu po tragédii, pak začne nevratná destrukce v těle. Toto období se nazývá zlatá hodina. Pokud by lékaři dokázali reprodukovat hibernaci, mohla by se z této zlaté hodiny stát zlatý týden nebo tři týdny.
Jak zacházet s lidmi v hibernaci?
Vědci poznamenávají, že medvědi hibernujíGophers a další zvířata jsou velmi podobná lidem s Alzheimerovou nebo Parkinsonovou chorobou. U lidí se tato onemocnění vyznačují hromaděním proteinů tau, které tvoří spleti v mozku. Mozek spícího medvěda prochází podobnou proměnou, možná proto, že proteiny pomáhají chránit neurony během dlouhých období odpočinku.
"Během hibernace dochází k masivní akumulaci tau proteinů v mozku a centrálním nervovém systému," řekla Elena Gracheva, neurovědkyně z Yale University.
Ale mezi těmito procesy je rozdíl:u pacientů s Alzheimerovou a Parkinsonovou chorobou se proteiny tau při zhoršování onemocnění dále hromadí a hibernující zvíře se jich dokáže zbavit. Díky tomu jejich mozek nejeví známky poškození a jejich paměť a motorika fungují jako dříve.
Dokážeme vůbec člověka uložit do hibernace?
Možná to vědci jednoho dne budou moci využítstejný mechanismus pro léčbu pacientů. Studium hibernace je stále v rané fázi, ale vědci aktivně studují proces hibernace, aby pochopili, jak zvládat progresivní mozkové choroby.
Studie z roku 2021 zveřejněná vVědecké zprávy zjistily, že samotná indukovaná hibernace a probuzení posílily mozková spojení a zlepšily paměť u myší, které měly stav velmi podobný Alzheimerově chorobě. Autoři navrhují, že by mohla být vyvinuta léková terapie, která by mohla poskytnout podobnou kognitivní podporu jako u lidí, aniž by bylo nutné hibernovat.
Nyní se tím zabývá jeden z týmů vědcůstuduje změny v mozku, které způsobují kognitivní poruchy u lidí s Parkinsonovou chorobou. Zejména bude pracovat na sekvenování genů, aby lépe porozuměla genetickému rozdílu mezi mozkovými buňkami, které jsou náchylné k Parkinsonově chorobě, a mozkovými buňkami, které zůstávají nedotčené.
Tým používá některé ze stejných přístupů, jaké použil při studiu hibernujících zvířat.
Přečtěte si více:
Loví se po staletí: co víme o planetě Vulcan vedle Slunce
Astronomové našli poblíž Země planetu: má velmi zvláštní oběžnou dráhu
Vědci „vzkřísili“ starověký enzym, aby do roku 2050 nakrmil 9 miliard lidí