Хочеш бути здоровий? Впадай в сплячку.

Бурундук Tamias sibiricus все літо страшно зайнятий: йому доводиться дуже багато їсти, щоб запасти енергію для зимової сплячки (фото з сайту www.schmoker.org)

Відомо, що під час зимової сплячки організм теплокровних тварин має підвищену стійкість до інфекцій, порушень у серцево-судинній системі та розвитку раку. Вивчаючи дію «гормонів сплячки», вчені сподіваються знайти шляхи до запобігання цих захворювань.

Зміна часів року — невід’ємна частина нашого життя. У тваринному і рослинному світі зміна сезонів супроводжується змінами в поведінці та фізіології живих організмів. Для багатьох теплокровних настання зимових холодів тягне за собою нестачу кормів. Деякі види, включаючи гризунів, кажанів і ведмедів, пристосувалися виживати в холоди, впадаючи в сплячку на кілька місяців.

З наукової точки зору, сезонна сплячка являє собою один з найбільш цікавих і мало вивчених біологічних феноменів. Під час зимової сплячки температура тіла теплокровної тварини іноді опускається до 0 градусів, при цьому внутрішні органи повністю захищені від фатальних впливів низьких температур, нестачі кисню і бактеріальних інфекцій. Як організм ссавців щороку долає такі різкі зміни в метаболізмі? Вчені вважають, що розгадка криється в присутності спеціальних білків — гормонів, які готують організм до настання періоду сплячки.

Впадаючи в сплячку, бурундук згортається калачиком, накриваючи ніс хвостом, щоб довше зберігати тепло (фото з сайту mdn.mainichi-msn.co.jp)

На перший погляд сезонна сплячка нагадує тривалий сон, проте ці два процеси відрізняються за багатьма біологічними параметрами. Настання сну регулюється гормоном мелатоніном, біосинтез якого варіює залежно від часу доби. Сезонна ж сплячка управляється внутрішнім біоритмічним годинником, скоординованим з тривалістю світлового дня і температурою навколишнього середовища.

У статті японських вчених, опублікованій у квітневому випуску журналу Cell, описано ряд експериментів з азіатськими бурундуками Tamias sibiricus, які показали, що сибірські бурундуки, поміщені в лабораторні умови (в темряву і холод), зберігали здатність до циклічних змін температури тіла протягом усього життєвого періоду (який у бурундуків становить приблизно 10 років). Примітно, що кожна конкретна тварина впадала в сплячку відповідно до свого індивідуального розкладу.

Норияки Кондо зі співавторами виділили з крові бурундуків специфічний комплекс білків — NR20, який, на їхню думку, і є ключовим гормоном, який готує організм до настання сплячки. Гормон NR20 синтезується в клітинах печінки, секретується в кровоносну систему і доставляється в головний мозок. Там білковий комплекс дисоціює на два компоненти — НР20с і NR55.

Японські біологи припустили, що розпад комплексу призводить до функціональної активації його окремих компонентів. Вони вимірювали температуру тіла бурундуків кожні півгодини і склали графіки зміни цієї температури залежно від рівня «гормону сплячки», а також у відповідь на введення антитіл, що блокують дію цього гормону. Поява НР20с у тканинах головного мозку у відповідь на низьку температуру навколишнього середовища збігалася з настанням сплячки біля бурундуків. А додавання специфічних антитіл блокувало біологічну активність НР20с і призводило до істотного скорочення періоду сплячки.

NR20, мабуть, є ключовим, але далеко не єдиним гормональним комплексом, що готує організм теплокровної тварини до настання сплячки. Лептини — інший клас гормонів — інформують головний мозок про рівень жирових резервів організму. Підвищення рівня лептинів у тканинах головного мозку сигналізує про готовність організму до настання періоду сплячки.

За словами Норіяки Кондо, азіатські бурундуки живуть в 4-5 разів довше таких же за розміром, але не впадають в зимову сплячку щурів. Так що вивчення гормонів сплячки допоможе не тільки проникнути в таємниці імунітету, але і, можливо, відкриє шлях до довголіття.

Джерела:

N. Kondo, T. Sekijima, J. Kondo, N. Takamatsu, K. Tohya, T. Ohtsu. Circannual control of hibernation by HP complex in the brain // Cell, Vol. 125, P. 161-172, 7 April 2006.

M. H. Hastings, F. J. P. Ebling. Hibernation proteins: Preparing life in the freezer // Cell, Vol. 125, P. 21-23, 7 April 2006.

Марія Шнирева