Арктическите земни катерици могат да преживеят суровата зима с ниски температури, като издържат около осем месеца, без да се хранят. Тези майстори на хибернацията „живеят на ръба на съществуването си, надвиснали над смъртта и ние не разбираме напълно как става това“, разказва Сара Райс (Sarah Rice), биохимик от Университета на Аляска във Феърбанкс.
Наблюдавайки какво се случва с тези катерици, изследователите вече имат по-добра представа. Хранителните вещества, рециклирани от разграждането на мускулите, помагат на животните да се справят по време на хибернация, съобщават Райс и колегите й в Nature Metabolism.
От есента до пролетта арктическите земни катерици (Urocitellus parryii) спят зимен сън в дълбок унес. В това състояние катериците дишат само веднъж в минута и сърцата им бият пет пъти в минута. На всеки две или три седмици катериците се оживяват донякъде за около 12 до 24 часа; телесните им температури се повишават, а животните треперят и спят, но не се хранят, не пият и не дефекират.
За да наблюдава химията на телата на животните, „Работих в тъмни, студени камери - напълно тихо - заобиколена от зимуващи катерици“, споделя Райс. Периодично тя внимателно изтегля кръвни проби от тръбички, поставени в кръвоносните им съдове.
По време на унеса на катериците, Райс и нейният екип наблюдават химичен сигнал, който показва, че скелетната мускулатура бавно се разпада. Този процес освобождава съединения, съдържащи азот, елемент, важен за производството на протеините, намиращи се в мускулите. Известно е, че хиберниращите животни, включително тези катерици, се поддържат чрез мускулната си маса, докато спят. Така че учените се чудят дали катериците създават нови запаси от протеини по време на хибернация и ако да, как.
Проследяването на потока на азот в телата на животните дава идея за това. Изследователите дават на животните коктейл от химикали, маркирани с изотопи, форми на елементи с различна маса. Това разкрива, че азотът преминава в аминокиселини, градивните елементи на протеините, които се образуват в мускулите на животните, а също и в белите дробове, бъбреците и други области на тялото през тези кратки периоди между сериите на унес.
Чрез рециклирането на хранителни вещества от мускулите си, катериците се поддържат и също така избягват токсичните последици от разграждането на мускулите, обяснява членът на екипа Кели Дрю (Kelly Drew), неврохимик от Университета на Аляска във Феърбанкс. В противен случай, по време на хибернацията азотът ще се превърне в амоняк, който може да се натрупа до потенциално смъртоносни нива. Вместо това катериците са в състояние да включат този азот в нови молекули, казва тя.
Други проучвания посочват ролята на микробиома - микробите, които живеят върху и вътре в животните - при рециклирането на азота, докато животните спят зимен съм, обяснява Джеймс Стейпълс (James Staples), физиолог на околна среда от Западния университет в Лондон, Канада, който не е част от изследването. Обикновено разграждането на протеините в крайна сметка създава урея, азотсъдържащо вещество, което се екскретира. Микробите могат да разградят тази урея и да освободят азота й обратно в кръвта. Но при катериците мускулът „се разгражда и след това се рециклира директно обратно в тези аминокиселини ... чревният микробиом може да не е толкова важен, колкото си мислехме, че е бил.“
Тези данни за животните, спящи зимен сън, някой ден могат да помогнат на хората, смята Санди Мартин (Sandy Martin), биохимик от Медицинския факултет на Университета в Колорадо в Аурора, който не е участвал в проучването. „Хиберниращите животни са толкова необикновени“ в способността си да издържат на условия, към които хората са изключително чувствителни, обяснява тя. Например, животни като тези катерици са много по-устойчиви на вредата, която може да се случи, когато органите не получат необходимия кръвен поток и кислород. И използването на подобни на хибернация подходи може да се окаже изгодно в случаите, когато би бил полезен по-бавен метаболизъм, от рутинни операции до дълги пътувания в космоса, допълва тя.
Източник: Science news - These Arctic squirrels recycle bits of their own bodies to survive winter
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари