Een persoon in winterslaap kan op een ruimtereis worden gestuurd en hij heeft geen voedsel nodig. Of laat hem hiermee kennismaken
Ieder voorjaar, als de dagen langer worden,Verschillende dieren, van grizzlyberen tot grondeekhoorns, beginnen uit hun winterslaap te ontwaken. Meestal zeggen we dat ze wakker worden, maar de winterslaap is veel complexer dan de normale slaap. Elk dier dat maandenlang zonder voedsel of water onder de grond kan blijven en kan overleven, doet iets complexers dan alleen maar slapen.
Onder de dieren die overwinteren zijnknaagdieren, sommige amfibieën en zelfs een paar primaten. De grootste vertegenwoordigers zijn beren. Volgens Elena Gracheva, een neurowetenschapper aan de Yale University in New Haven, is het proces dat ervoor zorgt dat zo'n groot wezen "uitschakelt", niet eenvoudig te verklaren.
Het is belangrijk om de winterslaap van beren te bestuderen, omdat dit het geval isje kunt meer te weten komen over de structuur van grote zoogdieren, in het bijzonder mensen. Als onderzoekers dit proces bestuderen, zou dit mogelijk de manier kunnen veranderen waarop we een breed scala aan ziekten bij de mens benaderen, waaronder beroerte, osteoporose, de ziekte van Parkinson en de ziekte van Alzheimer.
Hoe overwinteren verschillende dieren?
Beren overwinteren op een speciale manier, nietvergelijkbaar met andere dieren. Arctische grondeekhoorns kunnen hun lichaamstemperatuur tijdelijk verlagen tot -3°C zonder volledig te bevriezen. Beren daarentegen verliezen bijna geen warmte in hun holen, maar het proces wordt nog steeds winterslaap genoemd omdat hun stofwisseling vertraagt.
Dit proces hebben Bryan Barnes, een zoöloog aan de University of Alaska Fairbanks, en zijn collega's meer dan 10 jaar geleden nauwkeurig gevolgd, waarbij ze zwarte beren bestudeerden die in kunstmatige holen overwinterden.
Deze holen waren eigenlijk kamers die...gemeten zuurstofverbruik en kooldioxideproductie - dit zijn belangrijke indicatoren voor het metabolisme. Sensoren hielden de lichaamstemperatuur bij. Dit was de eerste studie om te bevestigen dat dieren kunnen overwinteren zonder het koud te krijgen.
Beren in winterslaap zijn echter niet alleen maar aan het rusten, zei Barnes. Ze gaan echt uit.
"Ze gaan het hol binnen, worden twee of driekeer gaan liggen en zes maanden zo blijven”, zegt Barnes. Ze staan maar om de paar dagen op om van kant te wisselen. Barnes merkt op dat beren tijdens hun winterslaap welpen dragen zonder te eten of hun eigen vet- en waterreserves te gebruiken.
Kan een mens in winterslaap gaan?
Zo'n droom zal mensen duur komen te staan.Een persoon kan worden behandeld en in een ziekenhuisbed liggen of naar Mars vliegen, het resultaat is hetzelfde: onze spieren atrofiëren en onze botten worden dunner na maanden van inactiviteit.
Beren hebben dit probleem niet.Een deel van het geheim van hun sterke botten hebben wetenschappers pas onlangs onthuld. In 2021 publiceerden Barnes en collega's een onderzoek dat aantoont dat beren in winterslaap genen kunnen uitschakelen die verband houden met botafbraak.
Onderzoekers speculeren dat op een daghet zal mogelijk zijn om hetzelfde proces bij mensen te manipuleren om osteoporose te voorkomen. Barnes merkt op dat deze aanpak bedlegerige mensen kan helpen.
Het langzame metabolisme van beren die erin vallenwinterslaap is een verbazingwekkend proces. Een beer kan zijn ademhaling en hartslag gedurende een aantal maanden met ongeveer 75% vertragen, terwijl hij een relatief hoge lichaamstemperatuur behoudt. Tot nu toe weet niemand precies hoe beren hun stofwisseling vertragen.
Onderzoekers vermoeden dat beren niet ontspannen liggen zoals gophers, maar zich eerder opkrullen: zo houden vet en vacht de beren warm.
Onderzoek op dit gebied heeft geleid tot de hoofdvraag:kan een mens overwinteren? Is het mogelijk om deze staat te gebruiken om gemakkelijk in de ruimte te reizen en niet veel middelen te gebruiken. Bovendien kun je een persoon die op de intensive care ligt overwinteren om zijn leven te redden.
Waarom zou een mens in winterslaap gaan?
Hartaanvallen en beroertes worden aanzienlijk verminderdde hoeveelheid zuurstof die de hersenen binnenkomt. Dit probleem zou veel minder verwoestend zijn als artsen de benodigde hoeveelheid zuurstof snel zouden kunnen verminderen. Met andere woorden: iemand in een soort winterslaap brengen.
Als een persoon met een beroerte niet wordt geholpenhet eerste uur na de tragedie zal de onomkeerbare vernietiging van het lichaam beginnen. Deze periode wordt het gouden uur genoemd. Als artsen de winterslaap zouden kunnen reproduceren, zou dit gouden uur een gouden week of drie weken kunnen worden.
Hoe om te gaan met mensen met winterslaap?
Wetenschappers merken op dat beren in winterslaap zijnGophers en andere dieren lijken erg op mensen met de ziekte van Alzheimer of Parkinson. Bij mensen worden deze ziekten gekenmerkt door de ophoping van tau-eiwitten, die kluwens in de hersenen vormen. De hersenen van een slapende beer ondergaan een soortgelijke transformatie, misschien omdat de eiwitten de neuronen helpen beschermen tijdens lange rustperioden.
"Tijdens de winterslaap is er een enorme ophoping van tau-eiwitten in de hersenen en het centrale zenuwstelsel", zegt Elena Gracheva, een neurowetenschapper aan de Yale University.
Maar er is een verschil tussen deze processen:bij patiënten met de ziekte van Alzheimer en Parkinson blijven tau-eiwitten zich ophopen naarmate de ziekte verergert, en het overwinterende dier kan ze kwijtraken. Als gevolg hiervan vertonen hun hersenen geen tekenen van schade en werken hun geheugen en motoriek als voorheen.
Kunnen we ooit een mens in winterslaap brengen?
Misschien zullen wetenschappers er ooit gebruik van kunnen makenhetzelfde mechanisme voor de behandeling van patiënten. Het onderzoek naar de winterslaap bevindt zich nog in de beginfase, maar onderzoekers bestuderen actief het proces van de winterslaap om te begrijpen hoe om te gaan met progressieve hersenziekten.
Een studie uit 2021 gepubliceerd inUit wetenschappelijke rapporten bleek dat alleen geïnduceerde winterslaap en wakker worden de hersenverbindingen versterkten en het geheugen verbeterden bij muizen die een aandoening hadden die sterk leek op de ziekte van Alzheimer. De auteurs suggereren dat er medicamenteuze therapie zou kunnen worden ontwikkeld die mensen een vergelijkbare cognitieve boost zou kunnen geven, zonder de noodzaak om te overwinteren.
Nu houdt een van de teams van wetenschappers zich bezig met het feit dat:bestudeert veranderingen in de hersenen die cognitieve stoornissen veroorzaken bij mensen met de ziekte van Parkinson. Ze zal met name werken aan gene sequencing om het genetische verschil tussen hersencellen die kwetsbaar zijn voor de ziekte van Parkinson en intacte hersencellen beter te begrijpen.
Het team gebruikt een aantal van dezelfde benaderingen die ze hebben gevolgd bij het bestuderen van dieren in winterslaap.
Lees verder:
Er wordt al eeuwen op gejaagd: wat weten we over de planeet Vulcan naast de zon
Astronomen hebben een planeet in de buurt van de aarde gevonden: die heeft een heel vreemde baan
Wetenschappers 'herrijzen' een oud enzym om tegen 2050 9 miljard mensen te voeden