Спячка белок и космические путешествия имеют общую черту - сохранение мышечной массы. Здесь мы расскажем вам, как одно связано с другим.
Спящий режим - одна из тех способностей животных, которые больше всего очаровывают людей, и не только потому, что они могут месяцами спать. На самом деле, недавние открытия о спячке белок предполагают важные применения в сфере космических путешествий.
Поскольку этот процесс «деактивации» выполняет важнейшие для выживания функции и содержит сложные процессы, здесь вы найдете информативный обзор о нем. Кроме того, вы сможете узнать, почему вопрос «какое отношение белок имеет к полету в космос?» Это не часть шутки. Начнем.
Как можно спать месяцами?
Когда дело доходит до изучения зимней спячки животных, самое удивительное не то, что они спят месяцами. На самом деле, что больше всего очаровывает ученых, так это то, что этот период не оказывает смертельного воздействия на организм животного. Даже если вы просыпаетесь худым и голодным, вы не страдаете от недоедания, потери мышечной массы и других чудес.
Спящий режим, по сути, является защитным механизмом, позволяющим выжить в периоды, когда погодные условия становятся экстремальными, без необходимости мигрироватьЭто не что-то произвольное и не про сон, это реакция на внешние условия, состоящая из 2-х основных фаз.
В первом случае животное чрезмерно ест, чтобы набрать мышечную массу и жир. После того, как они теряют сознание, в их теле происходят некоторые изменения:
- Снижение сердечного ритма: Например, сердце медведя в спячке может биться 5 раз в минуту, не умирая.
- Снижает скорость обмена веществ: из-за этого снижения частоты сердечных сокращений организм снижает потребность организма в кислороде, чтобы адаптироваться и не страдать от проблем.
- Преобразование мочевины в азотистые формы: мочевина отравляет организм, если не выводится с мочой, но животные не просыпаются от спячки, чтобы мочиться и испражняться. Эта переработка мочевины предотвращает отравление, создавая полезные для выживания вещества, такие как белки.
- Уменьшение распада мышечного белка: Когда животные просыпаются от спячки, благодаря этому процессу они не теряют много мышечной массы из-за бездействия.
- Понижение температуры тела: Как ни странно, температура тела животного падает не сильно, всего на пару градусов. Это остается загадкой для науки.
Как белки впадают в спячку?
Существует много видов, которые впадают в спячку, и каждый из них представляет особенности с точки зрения этого процесса. В случае сусликов (род Spermophilus)исследование показало, что ключом к их поддержанию в течение месяцев оцепенения было потребление энергии из запасов жира. Несмотря на наличие еды, в период оцепенения они обычно не едят ее.
Несмотря на повторную активацию несколько месяцев спустя, мышечная масса и функции белок остаются нетронутыми.
Эта загадка спасает теорию, сформулированную в 80-х годах и рассмотренную в одном из пунктов предыдущего списка, спасении мочевинного водорода. Как было сказано, мочевина отравляет организм, если ее не эвакуировать, так что тело спящего животного использует ее для поддержания мышц.
Авторы исследования обнаружили, что мочевина попадает из крови в кишечник, где кишечная флора белки отвечает за ее расщепление на азот и углерод. Этот азот мочевины является молекулой, участвующей в формировании мышечной ткани во время гибернации, поэтому потери массы практически нет.
Как это относится к космическим путешествиям?
Это открытие является новаторским и открывает несколько путей его применения в науке. Поскольку биом тела может вырабатывать азот для поддержания здоровья мышц в экстремальных условиях, могут быть достигнуты важные успехи в лечении дистрофий как у людей, так и у животных.
Микробы, живущие в кишечнике человека, также способны восстанавливать азот из мочевины, но не на таком уровне, как эти животные.
С другой стороны, астронавты часто теряют много мышечной массы, когда отправляются в космос. Это происходит потому, что в условиях длительной невесомости снижается синтез белка. Однако эту проблему можно решить, если улучшить микробиоту кишечника, включив рециркуляцию мочевины.
Предполагали ли вы, что встреча с белками может открыть столько полезных путей для человека? Речь идет не столько о потере мышечной массы астронавтами, сколько об улучшении качества жизни многих людей. От мышечной атрофии старения до таких заболеваний, как саркопения, это откровение обещает многое.