«Спячка – это скрытая подготовка к открытому действию» - Ральф Эллисон, «Невидимка».
На борту космического корабля астронавты устанавливают таймер, ложатся в капсулу и впадают в глубокую спячку, в которой они проведут ближайшие сотни лет – это довольно популярная тема в фантастических фильмах. Но могут ли люди и вправду впадать в такую спячку в настоящей жизни?
Спячка в животном мире
Изучая этот вопрос, исследователи обращаются к животному царству, где спячка – это обычное явление, встречающееся более чем у двухсот известных нам видов. Возьмем американского суслика (рисунок 1). Обитающий в Северной Америке и в Северной России, суслик зарывается в норку и впадает в глубокую спячку, при которой температура тела животного опускается до -3 градусов Цельсия. Самка черного медведя (рисунок 2) удивит вас еще больше. Она и вовсе способна рожать и кормить потомство в период зимней спячки. Толстохвостый лемур (рисунок 3) подготавливается к спячке, запасаясь едой и наедая жировые отложения в своем хвосте, тем самым удваивая вес своего тела, а уже после спячки лемур возвращается к своему обычному весу. И так, почему животные вынуждены впадать в спячку?
Спячка – это необходимость
Прежде всего, спячка – это необходимость. Это стратегия выживания в суровое зимнее время. Многие годы, эксперты считали, что спячка присуща лишь обитателям Арктического и Умеренного климатов. Не так давно было обнаружено, что спячка наблюдается также в Аридном и Тропическом климатах. При впадении в спячку, сердцебиение животного замедляется до 1-3% от первоначальной частоты. Например, у крысиных лемуров (рисунок 4) вместо привычных 180 ударов в минуту сердце выдает около 4-х. Замедляется и дыхание – до одного вдоха, каждые 10-20 минут. А черные медведи, как и другие многие животные, не могут справлять естественную нужду в период спячки. Животные остаются живы, благодаря достаточному запасу кислорода и движению крови по их организму. Сканирование мозговой активности животных в спячке показывает нам практически нулевую активность.
Анабиоз
И самое главное, спячка – это непросто долгий зимний сон. В случае лемуров и сусликов, большую часть времени животные находятся не в состоянии сна. В основном спячка состоит из процесса снижения скорости обмена веществ и температуры – называемого анабиозом. Животные могут находиться в анабиозе от нескольких дней до пяти недель, после чего в течение суток, они восстанавливают привычный обмен веществ и температуру тела и снова впадают в анабиоз. Такие особенности спячки, как пять недель без сна или критическое снижение температуры тела, потенциально смертельные для живых существ, не имеющих к этому предрасположенности.
Гены
В поисках причин, почему же другие виды способны к спячке, необходимо обратить внимание на геном животных. Так ученые обнаружили, что спячка контролируется генами, которые активируются и деактивируются в разные периоды времени, подстраиваясь под поведение животного и его физиологию. Например, исследования сусликов, медведей и лемуров показали, что эти животные умеют активировать гены, контролирующие метаболизм жиров только тогда, когда им необходимо использовать свои жировые запасы в качестве основного источника энергии для выживания. Упомянутые ранее гены присутствуют и у млекопитающих.
Польза для человека
Исследования уникальных способностей, которых, могло бы помочь всему человечеству. Например, понимание того, как животные замедляют кровоток, предоставило бы нам более эффективное средство для защиты мозга от инсульта. Осознание причины, почему во время спячки не атрофируются мышцы, помогло бы улучшить состояние пациентов, прикованных к постели. А секрет, благодаря которому животные контролируют свой вес, расставил необходимые точки в отношениях метаболизма и веса человека.
И да, когда-нибудь исследования этой области, позволит погрузить в подобную спячку и человека. Представьте, как бы все удивились, если бы узнали, что ключ к межгалактическим путешествиям кроется в сусликах, медведях и лемурах.