Badania nad procesem hibernacji niedźwiedzi mogą być przydatne w misji na Marsa
Niedźwiedzie zapadające w zimową hibernację określaną też snem zimowym biorą nieświadomie udział w niezwykłym procesie, będącym dziełem natury.
W tym artykule:
Przez czas hibernacji, który trwa od czterech do nawet siedmiu miesięcy, zwierzęta te nie toczą normalnego życia, niczego nie jedzą, nie piją, temperatura ich ciała spada, co jest konieczne do przetrwania w sytuacji, gdy zwierzę nie dostarcza swojemu organizmowi żadnego pokarmu. Rzadko zdarza się im oddawać mocz i kał, choć nie jest to regułą. Przez czas hibernacji niedźwiedzie tracą około jednej czwartej masy ciała. Trzeba jednak wziąć pod uwagę, że przez zapadnięciem w hibernację przybierają na wadze, obficie tyjąc. Zgromadzony tłuszcz stanowi źródło energii, co pozwala im przetrwać przez cały okres zimowego snu.
W okresie jesieni, gdy niedźwiedzie obrastają w tłuszcz, przygotowując się do zimowego snu, jest nawet prowadzony plebiscyt na ulubionego niedźwiedzia pod nazwą Fat Bear Week, czyli Tydzień Grubego Miśka!
W czasie hibernacji oddech niedźwiedzia może wynosić mniej niż dwa oddechy na minutę. Pod względem fizjologicznym sen zimowy w jaki zapadają niedźwiedzie nie jest tak naprawdę pełną hibernacją ze względu na dwa czynniki: brak głębokiego wychłodzenia organizmu (suseł arktyczny np. jest w stanie utrzymać temperaturę swojego ciała poniżej 0, a dokładniej na poziomie -2,9°C!) oraz mniejszym niż w przypadku właściwej hibernacji, spowolnieniem zachodzących procesów metabolicznych.
Zdumiewający proces
Meghan McGee-Lawrence która razem ze swoim zespołem prowadziła badania nad hibernacją mówi: „To zdumiewający, proces! Hibernujące niedźwiedzie są istnymi cudami metabolizmu, które mają zdolność do fizycznej nieaktywności i otyłości bez doświadczania powikłań takich jak choroby serca, zanik mięśni szkieletowych i cukrzyca".
Okazuje się, że astronauci mogą bardzo skorzystać na badaniach. Dłuższe przebywanie w stanie nieważkości, czego doświadczają np. astronauci podczas wielomiesięcznych misji na pokładzie Międzynarodowej Stacji Kosmicznej, może prowadzić do zmniejszenia gęstości tkanki kostnej. W perspektywie lotów na Marsa, gdzie załoga statku kosmicznego najpierw spędziłaby kilka miesięcy podróży w takich warunkach, a następnie musiałaby być w znakomitej formie fizycznej by prowadzić wymagającą eksplorację obcej planety, to poważny problem. Ludzkie kości, w normalnych, ziemskich warunkach są bez przerwy poddawane rozmaitym napięciom, obciążeniom. Zużywają się i są odnawiane. Zmniejszony poziom nacisku mięśni na kości, brak warunków, w których ludzki szkielet musi zmagać się z ciężarem ciała na skutek braku pełnego poziomu ziemskiej grawitacji, prowadzi do stanu, w którym organizm po prostu nie podtrzymuje odpowiednio intensywnych procesów odtwarzania tkanki kostnej. To tak zwana „osteopenia lotu kosmicznego”, która odpowiada za utratę przeciętnie 1–2% tkanki kostnej na miesiąc. Stan ten może być czynnikiem ograniczającym długość misji, które astronauci mogą wytrzymać.
Czy niedźwiedzie mają sposób na powstrzymanie ubytków kości?
Naukowcy badający niedźwiedzie w stanie hibernacji zmierzyli różne markery we krwi tych zwierząt i zaobserwowali, że pomimo, iż nie ruszają się one przez okres kilku miesięcy (a co za tym idzie ich kości nie są poddawane żadnym obciążeniom, tak jak szkielet astronautów w kosmosie) ich kości pozostają w dobrym stanie. Dzieje się tak, ponieważ proces przebudowy ich kości zostaje całkowicie spowolniony.
Naukowcy zaobserwowali, że poziom dwóch substancji chemicznych we krwi niedźwiedzi o nazwie BSALP i TRACP, a które przyczyniają się do odbudowy kości, pozostają w zasadzie na niezmienionym poziomie. Oznacza to, że tak procesy niszczenia, jak i odbudowy kości ulegają spowolnieniu. Trzecia substancja z kolei, białko o nazwie „transkrypt regulowany kokainą i amfetaminą (CART)” zachowuje się inaczej. Jego poziom wzrasta u hibernujących niedźwiedzi aż 15–krotnie. Jedną z funkcji tego białka jest spowalnianie biologicznych procesów, które wydobywają wapń z kości i przekazują go do krwiobiegu.
Takie badania ukazują złożony proces zużywania i odtwarzania kości w nowym świetle. Mogą one pomóc w skutecznym przygotowaniu astronautów do długiej eksploracji kosmosu, ale również wnieść niezwykle wiele do badań i procesu leczenia chorób układu kostnego takich jak osteoporoza, która dotyka około połowy kobiet po przekroczeniu 50–go roku życia.
1 z 1
niedźwiedź