Если человек проведет в постели хотя бы пару недель, его тело начнет буквально рассыпаться. Мышцы быстро сохнут, слабеют, а на то, чтобы потом снова встать на ноги, уходят месяцы тренировок и процедур. Это огромная беда для тех, кто восстанавливается после тяжелых операций, для стариков или космонавтов, которые месяцами живут в невесомости.
Механизмы выживания бурого медведя
У медведей все устроено иначе. Природа дала им способность спать по полгода, вообще не двигаясь, не притрагиваясь к еде и воде. И самое удивительное здесь то, что весной медведь выходит из берлоги почти таким же крепким, каким зашел туда осенью. Его мышцы не превращаются в тряпку. Недавно в журнале Acta Physiologica вышла статья международной группы ученых, где они попытались объяснить, как клеткам зверя удается проворачивать такой трюк.
Трансформация митохондрий в режиме экономии
Разгадка нашлась внутри митохондрий — это такие маленькие батарейки внутри наших клеток, которые производят энергию. Ученые взяли пробы тканей у медведей летом и зимой, чтобы сравнить их состояние. Оказалось, что в спячке общее число этих «батареек» в мышцах становится меньше. Но те, что остаются, начинают работать по-другому: они переходят в режим жесткой экономии, которого хватает, чтобы ткани не отмирали, пока хозяин спит.
Когда температура тела падает, в клетках включается особый белок. Он не боится холода и помогает поддерживать жизнь в мышцах на минимальных оборотах. Благодаря этому медведь тратит крохи ресурсов, но при этом может мгновенно проснуться и подскочить, если почувствует опасность.
Зоолог Дмитрий Мельников отметил: "Медведи буквально пересобирают свою энергетическую систему, делая её компактнее, но значительно эффективнее."
Метаболическая адаптивность и гибкость
Медвежий организм умеет очень ловко переключаться между разными видами топлива. У людей отсутствие движения быстро приводит к сбоям в обмене веществ и болезням, а медведь просто перераспределяет жиры и углеводы так, как ему удобно в данный момент. Эта гибкость и позволяет им выживать там, где человек бы просто не справился.
"Способность мышц сохранять функциональность без внешней стимуляции — это вершина природной инженерии", — подчеркнул специалист по содержанию диких животных Константин Ершов.
Перспективы применения в медицине
Врачи сейчас всерьез думают, как использовать эти медвежьи хитрости для спасения людей. Идет работа над лекарствами, которые могли бы заставить человеческие митохондрии работать так же, как у спящего зверя. Если это получится, мы сможем лечить атрофию мышц у лежачих больных и помогать тем, у кого кости становятся слишком хрупкими от старости или болезней.
"Медвежий метаболизм — это закрытая, самодостаточная система, лишенная человеческих уязвимостей к неподвижности", — констатировал биолог-эколог Аркадий Кузнецов.
Часто задаваемые вопросы
Практически нет. Благодаря перестройке работы митохондрий, их мышцы сохраняют структуру и силу, несмотря на отсутствие физической активности в течение полугода.
На данный момент — нет. Человеческий организм при отсутствии движения быстро запускает процессы разрушения тканей, что ведет к атрофии.
Понимание того, как клетки работают эффективно при минимуме ресурсов, поможет создать лекарства от мышечного истощения у людей.