Ученые раскрыли секрет сусликов, которые могут прожить без воды более 6 месяцев и не испытывают жажды
В течение шести-восьми месяцев каждый год суслики не покидают своих небольших подземных берлог. Ученые выяснили, как они пережидают холодное время в спячке, не требуя никаких запасов пищи и воды.
Согласно результатам исследования, у сусликов в этот период те участки мозга, которые участвуют в вызывании жажды, сильно угнетаются. Это происходит даже в промежуточные периоды, когда грызуны оказываются активными. В сочетании с предварительными выводами той же лабораторной группы, новое исследование дает ясности относительно экстремальной стратегии млекопитающих для пребывания под землей так долго, пишет Pop Sci.
Вода необходима для кровообращения, функционирования клеток, удаления отходов, регулирования температуры тела и т.д. Но для белки с коричневой шерстью, которая пытается выжить зимой, желание покинуть берлогу и искать воду, может стать смертным приговором – рыскающие поверхностью мира голодные хищники представляют наибольший риск.
Таким образом, устранение жажды становится неинтуитивным способом остаться в живых, даже если белки отчаянно нуждаются в напитке.
Предыдущие исследования старшего автора и профессора клеточной и молекулярной физиологии и нейронаук Йельского университета Елены Грачевой и ее коллег обнаружили, что находящиеся в спячке суслики сохраняют в своей крови концентрацию ионов, таких как соль, на постоянном уровне. Такие гормоны, как окситоцин и вазопрессин, способствуют накоплению воды и действуют как антидиуретики, препятствуя мочеиспусканию. Участок мозга, ответственный за выработку этих гормонов, остается высокоактивным во время спячки, невзирая на низкую температуру тела белки.
Однако этого физиологического механизма недостаточно, чтобы полностью объяснить отсутствие жажды. Другие сигналы, вызывающие жажду, например гормоны, связанные со стрессом почек и низким объемом крови, все еще циркулируют по телам млекопитающих, которые, по всем стандартным меркам, должны требовать жидкости. Однако, согласно новому исследованию, даже когда грызуны активны во время спячки и им предлагают воду, они избегают ее.
Режим гибернации – это не обычный сон, это нечто совсем другое. Неделями подряд находящиеся в спящей суслики значительно снижают свой метаболизм и почти замирают. Температура их тела резко падает от 2 до 4 градусов Цельсия, и они находятся в своеобразном физиологическом состоянии, которое называется оцепенением.
В течение месяцев спячки эти 2-3-недельные периоды оцепенения чередуются с одно-двухдневными приступами возбуждения. Когда белки активизируются, температура тела поднимается до нормы. Но все равно они не выходят из норы, не едят и не пьют.
Чтобы определить, почему суслики не испытывают жажды или не ищут воды во время этих приступов возбуждения, ученые провели ряд поведенческих и молекулярных экспериментов. Они предлагали млекопитающим, находящимся в спячке, воду или физраствор в периоды пробуждения внутри спячки. И обнаружили, что животных интересует концентрированный раствор соли, но не вода. Это указывало на то, что они ощущали некоторые внутренние сигналы своего лишенного состояния и потенциально стремились к соли как способу увеличить объем крови без снижения уровня ионов.
Ученые сравнивают этот опыт со спортсменами.
"Если вы сильно обезвожены, вам не стоит пить обычную воду, поскольку это может разбавить критические ионы в вашем теле ниже безопасного уровня. Млекопитающие, находящиеся в спячке, кажется, тоже не жаждали воды", – говорит Мадлен Джанкинс, ведущий автор исследования и исследователь нейробиологии в Йельском университете.
Но ученые говорят, что вопросов еще пока больше ответов. Суслики – малоизученные, модельные организмы. Исследователи пока не смогли провести такие тесты как активация или торможение отдельных нейронов, чтобы увидеть, как это может изменить поведение. "Мы работаем над этим, и я думаю, что через два-три года мы сможем использовать подобные инструменты", – сказала ученая.
Кроме того, спячка плохо изучена на молекулярном и клеточном уровнях. Было проведено много исследований поведения, но мало работы по детальному изучению внутренних функций млекопитающих, которые находятся в спячке, особенно по их потребности в воде.
"Я считаю, что мы первые, кто посмотрел на жажду во время спячки с физиологической точки зрения", – прокомментировала Грачева.
Исследование спячки действительно имеет широкий потенциал применения, если ученые смогут понять, как применить опыт сусликов к людям. Это может улучшить трансплантацию или операции на открытом сердце, основанные на временной индуцированной гипотермии пациентов. Как правило, такие процедуры ограничены временем и возможностями, поскольку люди могут безопасно находиться в состоянии гипотермии только в течение коротких приступов.
"Если мы сможем увеличить это окно с двух до пяти часов, это может помочь спасти многие жизни", – пояснила ученая.
Ранее OBOZ.UA рассказывал, что учёные впервые исследовали слух китов и были шокированы результатом. Как воспринимают мир одни из самых умных животных на Земле.
Только проверенная информация у нас в Telegram-канале OBOZ.UA и Viber. Не ведитесь на фейки!