Czego astronauci mogą nauczyć się od gryzoni zapadających w sen zimowy?

W tym artykule:

1. Jak paskosułsy lamparcie odzyskują azot z moczu
2. Hibernacja u zwierząt działa jak regeneracja

Zwierzęta, które zapadają w sen zimowy, utrzymują się przy życiu dzięki zgromadzonym wcześniej zapasom tłuszczu. Normalnie tak długi post i brak ruchu redukowałby masę i osłabiał siłę mięśni, jednak u niedźwiedzi i innych hibernujących zwierzaków nie zauważono takich zależności. Ta tajemnica może mieć wpływ na przyszłość kosmicznych eksploracji.

Jak zwierzęta przygotowują się do zimy? Najważniejsze informacje i ciekawostki

Zima to wyjątkowo trudny czas dla zwierząt. Wraz z nastaniem chłodnej pory, rozpoczyna się dla nich walka o przetrwanie, z której zwycięsko wychodzą jedynie silne, zdrowe osobniki. Nie są t...

Jak paskosułsy lamparcie odzyskują azot z moczu

Badając powszechnie występujące w Ameryce Północnej paskosusły lampracie, biolodzy z Université de Montréal potwierdzili tzw. teorię odzyskiwania azotu mocznikowego. Według niej drobnoustroje jelitowe hibernujących zwierząt wykorzystują azot obecny w moczu do budowy nowych białek tkankowych.

Zdaniem Matthew Regana to odkrycie może pomóc astronautom w zminimalizowaniu problemów z utratą ciała. Swoje wnioski opisał w prestiżowym czasopiśmie naukowym „Science”.

Jak twierdzi, znalezienie sposobu na wzmocnienie procesów syntezy białek mięśniowych za pomocą odzyskanego z moczu azotu poprawiłoby stan zdrowia astronautów. Obecnie utrzymują masę mięśniową dzięki intensywnym ćwiczeniom. Statki kosmiczne są jednak zbyt małe, żeby zmieścić na nich profesjonalny sprzęt.

W swojej pracy Regan zaprojektował serię technik, aby zbadać główne etapy procesu odzyskiwania azotu z moczu i ustalić, czy zachodzą podczas zimowej hibernacji w organizmie paskosusła lamparciego. Podczas jednego z eksperymentów laboranci zmieszali krew testowanych gryzoni ze zmodyfikowanym mocznikiem (CH₄N₂O).

Atom węgla ¹²C w cząsteczce zastąpiono izotopem ¹³C, a atomy azotu ¹⁴N zastąpiono ¹⁵N. Dzięki temu naukowcy mogli śledzić losy cząsteczek na każdym etapie. Badany proces zakończył się wykryciem azotu mocznikowego w białku tkankowym.

Praludzie mogli posiadać zdolność zimowej hibernacji. Twierdzą badacze

Chociaż co roku wiele osób zarzeka się, że chętnie przespały całą zimę, ludzie – w przeciwieństwie do wielu innych ssaków – nie posiadają zdolności do hibernacji. Okazuje się jedn...

Hibernacja u zwierząt działa jak regeneracja

Eksperyment został przeprowadzony na paskosusłach z mikrobiomem jelitowym i bez niego trzy razy w ciągu roku:

• latem, kiedy były aktywne i nie hibernowały;
• wczesną zimą, kiedy zapadały w sen zimowy i nie jadły przez miesiąc;
• późną zimą – wówczas hibernacja i post trwały już cztery miesiące.

Wyniki wykazały, że w przypadku osobników z nienaruszonym mikrobiomem jelitowym na każdym etapie procesu pojawiły się dowody na pozyskiwanie azotu z moczu. Podobnej zależności nie zauważono jednak w przypadku paskosusłów ze zubożonymi mikrobiomami.

Zespół prowadzony przez Regana ustalił też, że inkorporacja azotu mocznikowego do białka tkankowego była najwyższa pod koniec zimy. Wygląda więc na to, że im dłuższy sen zimowy, tym aktywniejszy jest proces.

Dzięki temu paskosusły budzą się na wiosnę w dobrej kondycji. To szczególnie ważne, biorąc pod uwagę, że ich jedyny okres godowy wypada właśnie po zakończeniu hibernacji.

Źródło: Science