Ультразвук, погружающий в спячку. Известно, что большинство | Doctor A
Ультразвук, погружающий в спячку.
Известно, что большинство грызунов и насекомоядных млекопитающих, обитающих в умеренных широтах и приполярных регионах Земли, впадают в спячку во время зимы. При ее наступлении животные перестают двигаться, а температура их тела и скорость метаболизма резко снижаются, что позволяет им экономить энергию. Ученых давно интересует то, как животные погружаются в спячку и почему люди, крысы и некоторые другие млекопитающие этого не делают.
Наконец-то биологи сделали большой шаг к совершению подобных открытий в ходе опытов на мышах и крысах, чей мозг исследователи облучали при помощи сфокусированных пучков ультразвуковых волн. Американские ученые разработали автоматическую систему, которая способна погружать живых существ в длительную гипотермию и замедлять обмен веществ при помощи импульсов ультразвука. При ее помощи им удалось отправить мышей и крыс в спячку и удерживать температуру тела первых грызунов на отметке в 32,95 градуса Цельсия на протяжении суток, а также впоследствии вывести их из спячки.
В ходе опытов исследователи из Университета Вашингтона в Сент-Луисе обнаружили, что облучение нейронов в так называемой преоптической зоне гипоталамуса, глубинного отдела мозга, приводило к тому, что температура тела мышей быстро снизилась до отметки в 33 градуса Цельсия. Также сердце грызунов начало биться вдвое реже, а их клетки при этом начали преимущественно извлекать энергию из жиров, а не из сахаров. Подобные изменения в работе тела мышей обычно происходят в те моменты, когда представители этого вида грызунов впадают в спячку.
Во время исследования ультразвук активировал те нейроны гипоталамуса, которые содержали в себе температурные рецепторы TRPM2 и были способны реагировать на молекулы нейрогормона ADCYAP1. Эти клетки уже связывались в прошлом с запуском спячки у мышей и других животных, способных впадать в подобное состояние, и блокировка работы этих нейронов приводит к тому, что грызуны перестают впадать в спячку. Впоследствии ученые обнаружили, что ультразвук схожим образом воздействовал и на крыс, что потенциально говорит о возможности его применения для замедления метаболизма и погружения в спячку и организма человека. В частности, это позволит медикам создать системы гибернации для экспедиций на Марс и другим планетам, которые позволят снизить расходы питательных веществ и кислорода во время полета.
#ультразвук
