Oct. 3, 2002 - Acea imagine obsedantă din filmele științifico-fantastice care arată astronauții hibernând în timpul unor călătorii lungi în spațiu poate să nu fie atât de exagerată pe cât pare.

veveritele

Am fi puțin mai apropiați dacă cineva ar putea da seama exact cum un alt animal, să zicem o veveriță la sol, poate să adoarmă în lunile reci de iarnă și apoi să se trezească la timp pentru primele mâncăruri de primăvară.

Nimeni nu lucrează în mod serios pentru hibernarea astronauților în acest moment, pentru că există atât de multe lucruri pe care nu le înțelegem, dar mulți oameni de știință analizează îndeaproape veverițele de la sol, care ar putea deține cheia.

Veverița de sol cu ​​13 căptușeli, micuțul critter văzut în jurul terenurilor de golf și peluzelor din toată America de Mijloc, se află pe scena centrală într-o serie de laboratoare datorită capacității sale extraordinare de hibernare.

Și pentru că, în unele moduri critice, seamănă mult cu noi.

Unde va conduce cercetarea este o presupunere în acest moment, dar este foarte posibil ca, dacă ne putem da seama cum veverița își lucrează magia, am putea fi capabili să prelungim termenul de valabilitate al organelor umane în timpul procedurilor de transplant și numai asta ar fi o descoperire majoră.

Dar asta nu este tot.

„Dacă înțelegem modul în care aceste animale suferă în mod natural astfel de schimbări extreme în fiecare an, cum ar fi mecanismele de ceas, am putea să venim cu terapii pentru oameni și alte animale care ar putea ajuta în situații de traume”, spune Hannah V. Carey, profesor de biosștiințe în Școala de Medicină Veterinară de la Universitatea din Wisconsin, Madison. S-ar putea chiar să ajute la controlul taliei umflate, deoarece „aceste animale sunt exemple excelente de îngrășare și de slăbire, de îngrășare și de slăbire”, spune ea.

Tot acest interes se concentrează pe un mic creator remarcabil pe care mulți îl consideră un dăunător și adesea îl confundă cu goferii. Veverița de sol cu ​​13 căptușeli, așa numită din cauza a 13 linii în jos pe spate și laturi, măsoară doar aproximativ 6 inci lungime.

Dar, în fiecare iarnă, supraviețuiește până la șase luni prin scăderea ratei inimii și a metabolismului și reducerea temperaturii corpului la puțin peste îngheț, ceea ce ar fi fatal pentru oameni și aproape toate celelalte animale. Periodic, veverița se trezește din motive care nu sunt înțelese în mod clar și apoi revine la o stare de toropeală.

Veverița ce face, spune ea, este reajustarea sistemelor sale „pentru a încetini focul, a încetini arderea metabolică, deci nu folosește la fel de multă energie”.

Este una dintre marile minuni fiziologice ale lumii naturale, deoarece veverita este capabilă să-și protejeze și să-și păstreze organele critice, în ciuda insultelor biologice extreme pe o perioadă de câteva luni.

Carey crede că veverița poate deține cheia pentru menținerea viabilă a organelor umane vitale, cum ar fi ficatul, pentru perioade mai lungi, facilitând astfel foarte mult transplanturile de organe. În prezent, un ficat uman începe să coboare în jos în câteva ore după ce a fost extras de la un donator. Ce este uimitor la veverița de la sol este că supraviețuiește luni de zile la temperaturi corporale aproape identice cu temperatura aproape de îngheț la care sunt ținute organele umane în timpul procedurilor de transplant.

Carey și un coleg, Jim Southard, chirurg în divizia de transplant a universității, au o cameră plină de veverițe la sol în campusul din Wisconsin, iar cercetările lor de până acum au avut rezultate foarte promițătoare. Cercetătorii au recoltat aproximativ 20 de ficat de la veverițe hibernante pentru a vedea cât timp organele vor rămâne viabile în afara animalului.

Comparativ cu cel mai omniprezent dintre toate animalele de laborator, șobolanul, veverita este cu adevărat remarcabil. Ficatul unui șobolan este practic inutil după 24 de ore până la 48 de ore, spune Carey.

„Dar în veverița de la sol, nu am găsit daune la 24 de ore, nici o daună semnificativă la 72 de ore și am mers la 96 de ore de depozitare frigorifică și nu am găsit daune aparente”, spune ea. „A rămâne viabil timp de patru zile este doar nemaiauzit”.

Dar cum o face?

Pentru a ajuta la găsirea unui răspuns, cercetătorii din Wisconsin au apelat la un al treilea colaborator, Sandy Martin de la Universitatea din Colorado's Health Sciences Center din Denver. Martin, un biolog molecular, compară compoziția ficatului extras din veverițe în timp ce hibernează cu ficatul luat în timpul verii.

Scopul ei este să afle ce este diferit sau ce s-a schimbat în ficat, pe măsură ce animalul s-a pregătit pentru hibernare. Mai exact, ea încearcă să identifice proteinele din celulele ficatului.

Proteinele sunt mecanismul modului in care functioneaza celulele, spune Carey. Unele proteine ​​trebuie introduse sau modificate pentru a pregăti organul pentru hibernare.

Înțelegerea Extremului

Alte cercetări sugerează că acele proteine ​​sunt opera unor gene care sunt remarcabil de asemănătoare cu genele la mamiferele nehibernante, inclusiv la oameni. Cercetătorii de la Universitatea de Stat din Carolina de Nord din Raleigh au legat proteinele complexe numite enzime la două gene. O enzimă descompune acizii grași și îi transformă în grăsimi utilizabile pentru combustibil pentru veverițele soliene hibernante. Cealaltă enzimă ajută la conservarea glucozei veveriței.

Echipa de cercetare, condusă de Matthew T. Andrews, care se află acum la Universitatea din Minnesota, încearcă să identifice enzimele care păstrează organele în timpul somnului lung și să pregătească organele pentru scuturarea bruscă a ieșirii din hibernare și a revenirii. la funcțiile normale și la temperatura corpului.

„Medicii ar putea folosi aceste cunoștințe pentru a dezvolta noi strategii pentru prelungirea duratei de valabilitate a organelor umane destinate transplanturilor sau pentru a ajuta oamenii care suferă de foame, atrofie musculară, hipotermie și hipoxie”, spune Andrews.

Desigur, termenul de valabilitate este doar o parte a problemei cu transplanturile de organe. Problema mai mare este lipsa de donatori. Aproximativ 6.000 de americani mor în fiecare an în așteptarea unui transplant, potrivit Institutului Național de Sănătate.

Însă prelungirea termenului de valabilitate ar putea contribui la asigurarea faptului că organele donate rămân viabile până când pot fi transplantate și se poate întâmpla ca secretele acestui proces să fie conținute într-un animal mic cu blană care se găsește sub pământ și îi place să ia masa pe semințe de păpădie și lăcuste.

Andrews a sugerat că, dacă putem înțelege pe deplin modul în care veverița de la sol trece prin viață, ar trebui să fim mai bine echipați pentru a ne adapta la schimbările extreme de mediu și, eventual, chiar să intrăm în hibernare în timpul călătoriilor lungi către alte planete.