• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
459
От оцепенения у грызунов – к анабиозу человека
Биология
Бурундук в спячке

От оцепенения у грызунов – к анабиозу человека

Более полувека назад первый землянин подвергся глубокой заморозке – 73-летний американец Джеймс Бедфорд с неизлечимым раком почек. С той поры к нему присоединились сотни человек, однако шанс проснуться в светлом «завтра» у них невелик, ибо технологии «воскрешения» целого человека и его мозга пока под вопросом – в отличие от стволовых и эмбриональных клеток. Но помимо глубокого анабиоза в природе есть и менее радикальные способы приостановки процессов жизнедеятельности, такие как спячка, и новые исследования могут помочь «спроецировать» их на человека

Сюжеты многих фантастических книг и фильмов построены на том, что длительный «сон», включающий торможение или даже полное прекращение жизнедеятельности, стал реальностью. Космонавты, погруженные в глубокий анабиоз, совершают длительные межзвездные и межгалактические путешествия, а старые или смертельно больные люди получают шанс на жизнь в «новом теле». Но есть ли у этих идей рациональное зерно? Результаты опытов над теплокровными животными говорят о том, что принципиальных препятствий для их осуществления не существует. 

Кстати сказать, и замораживать человека для этого совсем необязательно – достаточно глубокой гипотермии. Известно, что некоторые млекопитающие впадают зимой в спячку, или гибернацию – состояние, похожее на анабиоз, при котором температура тела у них снижается, и обмен веществ замедляется. Теплокровные животные тратят много энергии на поддержание температуры своего тела, и такое «включение» режима экономии позволяет им благополучно пережить период зимних холодов, когда мало пищи. 

Зимняя спячка обнаружена у многих эволюционно далеких животных, от грызунов до приматов (например, толстохвостого лемура). Резонно предположить, что сам механизм гибернации, пусть и не в рабочем состоянии, имеется и у других видов млекопитающих, включая человека. Яркий пример: в 2006 г. японец Мицутака Утикоси успешно выжил в горах, где провел больше трех недель без еды и воды, впав в состояние «спячки». Когда его обнаружили, у него не прощупывался пульс, а температура тела опустилась до 22 °C! 

Недавно две группы ученых – из Японии и США, одновременно опубликовали результаты своих исследований механизма развития гибернации у грызунов. Кстати сказать, мыши не впадают в зимнюю спячку как таковую – у них при неблагоприятных условиях среды возникает схожее со спячкой, но более кратковременное состояние, называемое оцепенением, или торпором

Как известно, в процессах терморегуляции участвует центральная нервная система – соответствующие терморецепторы расположены в гипоталамусе, одной из структур головного мозга. Также известно, что нейроны гипоталамуса секретируют пептид QRFP, способствующий развитию признаков гибернации у мышей, но ни механизмы этого процесса, ни даже сами эти нейроны до недавних пор не были «опознаны».

Используя генетически модифицированных лабораторных мышей, ученые идентифицировали и охарактеризовали в их мозге такие Q-нейроны. Искусственная стимуляция этих клеток с помощью методов оптогенетики приводила к тому, что животные становились менее активными, у них понижалась температура тела, замедлялся пульс, снижалась скорость обмена веществ, а дыхание становилось поверхностным. Другими словами, они выказывали все явные признаки состояния, подобного гибернации. 

После двух суток такой «спячки» мыши выходили из нее самостоятельно, причем без нежелательных последствий для здоровья. Эта методика затем была успешно опробована на лабораторных крысах, что принципиально важно, так как эти животные не впадают не только в зимнюю спячку, но даже в оцепенение!

Спящий медведь

Результаты этих работ – шаг вперед в понимании механизмов контролируемого снижения скорости обмена веществ. Ведь если мы научимся избирательно манипулировать Q-нейронами, то, вполне возможно, сможем погружать в такое состояние и человека. И даже если не принимать во внимание будущие межзвездные путешествия, существует немало ситуаций, когда замедление хода метаболических процессов поможет сохранить человеку жизнь, замедляя повреждение тканей после инфаркта или инсульта, или помогая ему дожить до трансплантации.

Фото: https://www.flickr.com и https://commons.wikimedia.org

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!