В чем секрет медвежьей спячки

Оказывается, зимняя спячка медведей — нечто более сложное, чем было принято считать.

Соответствующее исследование было опубликовано в издании Physiological and Biochemical Zoology.

Оно иллюстрирует сложный ряд изменений, которым подвергается сердце медведей гризли во время зимовки.

Эти изменения защищают орган от осложнений, которые могли бы появиться в результате столь значительного снижения активности.

Гризли спит 5-6 месяцев в году. Сердцебиение замедляется с 84 ударов в минуту до 19! «Если бы человеческое сердце замедлилось настолько, произошло бы что-то ужасное», считает профессор Брайен Рурк из Cal State Long Beach, который провел исследование совместно с аспирантом Натаном Барроузом.

Столь медленное биение способствует накоплению крови в четырех отсеках сердца. Повышенное человеческое давление привело бы к растяжению тканей. При этом расширение мускулов одновременно сделало бы их более слабыми, и в итоге сердце остановилось бы.

«Медведям удается избежать подобного финала», сказал Рурк. «Мы решили выяснить, как это происходит».

Барроуз и Рурк привлекли к участию в исследовании Линн Нельсон и Чарльза Роббинса из Вашингтонского университета штата, которые занимаются изучение медведей в течение нескольких лет.

В Вашингтоне на специальном объекте они прослеживают жизнь гризли с момента рождения, проводя, в том числе, эхокардиограмму сердца. Исследовательские процессы на объекте помогают понять тайны зимующего сердца.

Нельсон и Роббинс ранее показали, что в период бездействия мускул левого желудочка медведя напрягается, чтобы эффективно препятствовать растяжению вследствие накопления крови. При этом возникает другая проблема: левому предсердию, которое проталкивает кровь в левый желудочек, предстоит преодолевать большее сопротивление.

«Это все равно, что предсердию противостояла бы кирпичная стена», привел сравнение Рурк. «Мы полагали, что должен быть некий механизм, который не позволяет мышце предсердия изнашиваться раньше времени».

Изучив данные эхокардиограммы содержащихся в неволе гризли и образцов тканей диких медведей ученые обнаружили, что предсердие защищается, ослабляя сокращение мышцы.

Такими сокращения в сердце управляет белок под названием тяжелая цепь миозина в двух вариантах — альфа и бета. Альфа способствует скорости сокращений, но ослабляет силу. Бета, напротив, увеличивает силу, но сокращает скорость.

«Мы обнаружили, что мускул левого предсердия во время зимней спячки медведя производит больше альфа-белка, что приводит к ослабленному сердцебиению», сказал Рурк. «Это препятствует повреждению предсердия».

Когда медведи просыпаются от спячки, пропорция белка снова приходит в норму, и сокращение левого предсердия вновь обретает былую силу.

Ученые полагают, что это первое такое исследование, которое продемонстрировало изменение уровня миозина у медведей, и надеются, что результаты когда-нибудь сослужат добрую службу и для человека.

«Медведи — не самая лучшая модель для человека, но то, как меняется их сердце, может оказать пользу в изучении человеческих заболеваний», заключил Рурк.

08.02.2011