Человека в спячке можно отправить в космическое путешествие, и ему будет не нужна еда. Или ввести его в это
Каждую весну, когда дни становятся длиннее, разные животные, начиная от гризли и заканчивая сусликами, начинают пробуждаться от зимней спячки. Обычно мы говорим, что они просыпаются, но спячка намного сложнее, чем обычный сон. Любое животное, которое может месяцами находиться под землей без еды, воды и выжить делает что-то более сложное, нежели просто спит.
Wśród zwierząt hibernujących sągryzonie, niektóre płazy, a nawet kilka naczelnych. Największymi przedstawicielami są niedźwiedzie. Według Eleny Grachevy, neurobiologa z Yale University w New Haven, proces, który powoduje „wyłączanie się” tak dużej istoty, nie daje się wytłumaczyć w prosty sposób.
Изучать спячку медведей важно, так как по ней можно узнать об устройстве крупных млекопитающих, в частности людей. Если исследователи изучат этот процесс, то он потенциально может изменить наш подход к широкому спектру заболеваний человека, включая инсульт, остеопороз, болезнь Паркинсона и болезнь Альцгеймера.
Jak różne zwierzęta zapadają w stan hibernacji?
Медведи впадают в спячку особым способом, не похожим на остальных животных. Арктические суслики могут временно снизить температуру своего тела до -3 °C, не замерзая полностью. Медведи, напротив, почти не теряют тепла в своих берлогах, но этот процесс все равно называется спячкой, потому что их метаболизм замедляется.
Ten proces, Bryan Barnes, zoolog z University of Alaska Fairbanks, wraz z kolegami dokładnie prześledzili ponad 10 lat temu, badając niedźwiedzie czarne hibernujące w sztucznych norach.
Te legowiska były właściwie komorami, którezmierzone zużycie tlenu i produkcja dwutlenku węgla - to ważne wskaźniki metabolizmu. Czujniki śledziły temperaturę ciała. Było to pierwsze badanie, które potwierdziło, że zwierzęta mogą hibernować bez przeziębienia.
Тем не менее, по словам Барнса, медведи, впадающие в спячку, не просто отдыхают. Они действительно отключаются.
„Wchodzą do legowiska, skręcają dwa lub trzyrazy, połóż się i pozostań tak przez sześć miesięcy” — mówi Barnes. Wstają tylko po to, by zmienić stronę co kilka dni. Barnes zauważa, że niedźwiedzice niosą młode podczas hibernacji bez karmienia lub korzystania z własnych rezerw tłuszczu i wody.
Czy dana osoba może przejść w stan hibernacji?
Людям подобный сон обойдется дорого. Человек мог бы лечиться и лежать на больничной койке или лететь на Марс, результат один — наши мышцы атрофируются, а кости становятся тоньше после месяцев бездействия.
Niedźwiedzie nie mają tego problemu.Część tajemnicy ich mocnych kości naukowcy odkryli dopiero niedawno. W 2021 roku Barnes i współpracownicy opublikowali badanie pokazujące, że hibernujące niedźwiedzie są w stanie wyłączyć geny związane z rozpadem kości.
Naukowcy spekulują, że kiedyś…możliwe będzie manipulowanie tym samym procesem u ludzi, aby zapobiec osteoporozie. Barnes zauważa, że takie podejście może pomóc obłożnie chorym.
Медленный метаболизм медведей, впадающих в спячку, — это удивительный процесс. Медведь может замедлять свое дыхание и частоту сердечных сокращений примерно на 75% в течение нескольких месяцев, сохраняя при этом сравнительно высокую температуру тела. Пока что никто точно не знает, как медведи замедляют метаболизм.
Исследователи подозревают, что медведи не лежат расслабленно, как суслики, а наоборот сворачиваются: так жир и мех сохраняет медведей в тепле.
Badania w tym obszarze zrodziły główne pytanie:czy osoba może hibernować? Czy można wykorzystać ten stan do łatwego podróżowania w kosmosie i nie zużywać dużej ilości zasobów. Ponadto można hibernować osobę, która jest na oddziale intensywnej terapii, aby uratować jej życie.
Dlaczego osoba miałaby hibernować?
Сердечные приступы и инсульты значительно снижают количество кислорода, поступающего в мозг. Эта проблема была бы гораздо менее разрушительной, если бы врачи могли быстро снизить необходимое количество кислорода. Иначе говоря, погрузить человека в некоторое подобие спячки.
Если человеку с инсультом не оказать помочь в первый час после трагедии, то начнутся необратимые разрушения в организме. Этот промежуток называют золотым часом. Если бы врачи могли воспроизвести спячку, то этот золотой час мог бы стать золотой неделей или тремя неделями.
Jak leczyć ludzi w stanie hibernacji?
Ученые отмечают, что впадающие в спячку медведи, суслики и другие животные очень похожи на людей, страдающих болезнью Альцгеймера или Паркинсона. У человека эти заболевания характеризуются накоплением тау-белков, которые образуют клубки в мозге. Мозг спящего медведя претерпевает аналогичную трансформацию, возможно, потому, что белки помогают защитить нейроны во время длительного отдыха.
„Podczas hibernacji dochodzi do ogromnej akumulacji białek tau w mózgu i ośrodkowym układzie nerwowym” – powiedziała Elena Gracheva, neurobiolog z Yale University.
Ale jest różnica między tymi procesami:u pacjentów z chorobą Alzheimera i Parkinsona białka tau nadal gromadzą się w miarę postępu choroby, a zwierzę w stanie hibernacji jest w stanie się ich pozbyć. W rezultacie ich mózgi nie wykazują żadnych oznak uszkodzenia, a pamięć i zdolności motoryczne działają jak wcześniej.
Czy kiedykolwiek możemy wprowadzić człowieka w stan hibernacji?
Возможно, когда-нибудь ученые смогут использовать тот же механизм для лечения пациентов. Изучение процесса спячки пока находится на ранней стадии, но исследователи активно изучают процесс впадения в спячку, чтобы понять, как можно справиться с прогрессирующими заболеваниями мозга.
Badanie z 2021 r. opublikowane wRaporty naukowe wykazały, że sama indukowana hibernacja i budzenie wzmacniała połączenia mózgowe i poprawiała pamięć u myszy, które miały stan bardzo podobny do choroby Alzheimera. Autorzy sugerują, że można by opracować terapię lekową, która zapewniłaby podobny impuls poznawczy ludziom, bez konieczności hibernacji.
Teraz jeden z zespołów naukowców jest zaangażowany w to, żebada zmiany w mózgu, które powodują upośledzenie funkcji poznawczych u osób z chorobą Parkinsona. W szczególności będzie pracować nad sekwencjonowaniem genów, aby lepiej zrozumieć różnicę genetyczną między komórkami mózgu podatnymi na chorobę Parkinsona a komórkami mózgu, które pozostają nienaruszone.
Zespół stosuje niektóre z tych samych podejść, które zastosowali podczas badania hibernujących zwierząt.
Czytaj więcej:
Poluje się na nią od wieków: co wiemy o planecie Vulcan obok Słońca?
Astronomowie znaleźli planetę w pobliżu Ziemi: ma bardzo dziwną orbitę
Naukowcy „wskrzeszają” pradawny enzym, który ma nakarmić 9 miliardów ludzi do 2050 r.