Ziemas guļas stāvoklī esošu cilvēku var nosūtīt kosmosa ceļojumā, un viņam nevajadzēs ēst. Vai arī iepazīstināt viņu ar to
Katru pavasari, kad dienas kļūst garākas,No ziemas miega sāk mosties dažādi dzīvnieki, sākot no grizli un beidzot ar zemes vāverēm. Mēs parasti sakām, ka viņi pamostas, bet ziemas miegs ir daudz sarežģītāks nekā parastais miegs. Jebkurš dzīvnieks, kas var mēnešiem ilgi palikt pazemē bez pārtikas vai ūdens un izdzīvot, dara kaut ko sarežģītāku nekā tikai guļ.
Starp dzīvniekiem, kas pārziemo, irgrauzēji, daži abinieki un pat daži primāti. Lielākie pārstāvji ir lāči. Pēc Jēlas universitātes Ņūheivenas neirozinātnieces Jeļenas Gračevas teiktā, process, kas liek tik lielai būtnei "izslēgties", nav vienkāršs izskaidrojums.
Ir svarīgi pētīt lāču ziemas miegu, jo tasjūs varat uzzināt par lielo zīdītāju, jo īpaši cilvēku, uzbūvi. Ja pētnieki pētīs šo procesu, tas potenciāli varētu mainīt veidu, kā mēs pievēršamies daudzām cilvēku slimībām, tostarp insultam, osteoporozei, Parkinsona slimībai un Alcheimera slimībai.
Kā dažādi dzīvnieki pārziemo?
Lāči pārziemo īpašā veidā, nevislīdzīgi citiem dzīvniekiem. Arktiskās zemes vāveres var īslaicīgi pazemināt ķermeņa temperatūru līdz -3°C, pilnībā nesasalstot. Savukārt lāči savās bedrēs gandrīz nezaudē siltumu, taču šo procesu joprojām sauc par ziemas guļas miegu, jo viņu vielmaiņa palēninās.
Šo procesu Braiens Bārnss, zoologs no Aļaskas Fērbenksas universitātes, un viņa kolēģi rūpīgi izsekoja pirms vairāk nekā 10 gadiem, pētot melnos lāčus, kas ziemo mākslīgos midzeņos.
Šīs lairs patiesībā bija kameras, kasizmērītais skābekļa patēriņš un oglekļa dioksīda veidošanās – tie ir svarīgi vielmaiņas rādītāji. Sensori izseko ķermeņa temperatūru. Šis bija pirmais pētījums, kas apstiprināja, ka dzīvnieki var pārziemot bez aukstuma.
Tomēr ziemas guļas lāči ne tikai atpūšas, sacīja Bārnss. Tie patiešām izslēdzas.
“Viņi ieiet migā, pagriežas divus vai trīsreizes, apgulties un palikt tādā stāvoklī sešus mēnešus,” saka Bārnss. Viņi pieceļas tikai ik pēc dažām dienām, lai pārslēgtos uz pusēm. Bārnss atzīmē, ka lāči ziemas guļas laikā dzemdē mazuļus, neēdot vai neizmantojot savas tauku un ūdens rezerves.
Vai cilvēks var iet ziemas miegā?
Šāds sapnis cilvēkiem izmaksās dārgi.Cilvēks varētu ārstēties un gulēt slimnīcas gultā vai aizlidot uz Marsu, rezultāts ir tāds pats – mūsu muskuļi atrofē, un kauli kļūst plānāki pēc mēnešiem ilgas neaktivitātes.
Lāčiem šīs problēmas nav.Zinātnieki tikai nesen atklāja daļu no viņu spēcīgo kaulu noslēpuma. 2021. gadā Bārnss un kolēģi publicēja pētījumu, kurā parādīts, ka ziemas guļas lāči spēj izslēgt gēnus, kas saistīti ar kaulu sadalīšanos.
Pētnieki domā, ka kādreizar to pašu procesu varēs manipulēt arī cilvēkiem, lai novērstu osteoporozi. Bārnss atzīmē, ka šī pieeja var palīdzēt gulošiem cilvēkiem.
Lāču vielmaiņa, kas iekrīthibernācija ir pārsteidzošs process. Lācis var palēnināt savu elpošanu un sirdsdarbību par aptuveni 75% vairāku mēnešu laikā, vienlaikus saglabājot salīdzinoši augstu ķermeņa temperatūru. Pagaidām neviens precīzi nezina, kā lāči palēnina vielmaiņu.
Pētniekiem ir aizdomas, ka lāči neguļ atslābuši kā goferi, bet gan saritinās: šādi tauki un kažoks lāčus uztur siltumā.
Pētījumi šajā jomā ir radījuši galveno jautājumu:vai cilvēks var pārziemot? Vai ir iespējams izmantot šo stāvokli, lai viegli ceļotu kosmosā un neizmantotu daudz resursu. Turklāt jūs varat pārziemot cilvēku, kurš atrodas intensīvajā aprūpē, lai glābtu viņa dzīvību.
Kāpēc cilvēkam būtu jāguļ ziemas miegā?
Sirdslēkmes un insulti ievērojami samazināsskābekļa daudzums, kas nonāk smadzenēs. Šī problēma būtu daudz mazāk postoša, ja ārsti varētu ātri samazināt nepieciešamā skābekļa daudzumu. Citiem vārdiem sakot, iemidzināt cilvēku.
Ja cilvēkam ar insultu nepalīdzpirmo stundu pēc traģēdijas, tad sāksies neatgriezeniska iznīcināšana organismā. Šo periodu sauc par zelta stundu. Ja ārsti varētu atjaunot ziemas miegu, šī zelta stunda varētu kļūt par zelta nedēļu vai trīs nedēļām.
Kā ārstēt cilvēkus ar ziemas miegu?
Zinātnieki atzīmē, ka ziemas guļas lāčiGoferi un citi dzīvnieki ir ļoti līdzīgi cilvēkiem ar Alcheimera vai Parkinsona slimību. Cilvēkiem šīs slimības raksturo tau proteīnu uzkrāšanās, kas smadzenēs veido jucekli. Miega lāča smadzenēs notiek līdzīga transformācija, iespējams, tāpēc, ka olbaltumvielas palīdz aizsargāt neironus ilgstošas atpūtas laikā.
"Ziemas guļas laikā smadzenēs un centrālajā nervu sistēmā notiek milzīga tau proteīnu uzkrāšanās," sacīja Jeļena Gračeva, Jēlas universitātes neirofizioloģe.
Bet starp šiem procesiem ir atšķirība:pacientiem ar Alcheimera un Parkinsona slimībām tau proteīni turpina uzkrāties, slimībai saasinoties, un ziemas guļas dzīvnieks spēj no tiem atbrīvoties. Tā rezultātā viņu smadzenēs nav nekādu bojājumu pazīmju, un viņu atmiņa un motoriskās prasmes darbojas tāpat kā iepriekš.
Vai mēs kādreiz varam iemidzināt cilvēku ziemas miegā?
Varbūt kādreiz zinātnieki to varēs izmantottāds pats mehānisms pacientu ārstēšanai. Ziemas guļas izpēte joprojām ir sākuma stadijā, taču pētnieki aktīvi pēta pārziemošanas procesu, lai saprastu, kā tikt galā ar progresējošām smadzeņu slimībām.
2021. gada pētījums, kas publicētsZinātniskajos ziņojumos konstatēts, ka inducēta hibernācija un pamošanās vien stiprināja smadzeņu savienojumus un uzlaboja atmiņu pelēm, kuru stāvoklis bija ļoti līdzīgs Alcheimera slimībai. Autori norāda, ka varētu izstrādāt zāļu terapiju, kas varētu sniegt līdzīgu kognitīvo stimulu cilvēkiem, bez nepieciešamības pārziemot.
Tagad viena no zinātnieku komandām nodarbojas ar to, kapēta izmaiņas smadzenēs, kas izraisa kognitīvos traucējumus cilvēkiem ar Parkinsona slimību. Jo īpaši viņa strādās pie gēnu sekvencēšanas, lai labāk izprastu ģenētisko atšķirību starp smadzeņu šūnām, kas ir neaizsargātas pret Parkinsona slimību, un smadzeņu šūnām, kas paliek neskartas.
Komanda izmanto dažas no tām pašām pieejām, ko izmantoja, pētot pārziemojošus dzīvniekus.
Lasīt vairāk:
Tas ir medīts gadsimtiem ilgi: ko mēs zinām par planētu Vulkāns blakus Saulei
Astronomi ir atraduši planētu netālu no Zemes: tai ir ļoti dīvaina orbīta
Zinātnieki “atdzīvina” senu fermentu, lai līdz 2050. gadam pabarotu 9 miljardus cilvēku