Της Μαρίας Σαράφη,
Βαδίζεις, τα πόδια σου βουλιάζουν στο λευκό σεντόνι που έχει καλύψει χώμα και κλαδιά. Η ατμόσφαιρα ψυχρή, μετατρέπει την κάθε σου εκπνοή σε μικρά ακανόνιστα σύννεφα, που αιωρούνται εναρμονίζοντας τις κινήσεις τους με τους νωχελικούς ρυθμούς του χειμώνα και σταδιακά χάνονται. Εκεί στο βάθος, ανάμεσα στους ψηλούς παγωμένους κορμούς, κρυμμένη στη φωλιά της απολαμβάνει τον χειμέριο ύπνο της μία καφέ αρκούδα.
Η αρκούδα και κάποια άλλα ομοιόθερμα ζώα, δηλαδή αυτά που μπορούν και διατηρούν σταθερή τη θερμοκρασία τους, πέφτουν σε χειμέριο ύπνο. Οι σωματικές τους λειτουργίες, όπως οι χτύποι της καρδιάς, η θερμοκρασία και η αναπνοή τους παραμένουν σε φυσιολογικά επίπεδα γι’ αυτό και μπορούν να ξυπνήσουν σχετικά εύκολα. Αντιθέτως, ορισμένα ποικιλόθερμα ζώα, τα οποία δεν διατηρούν σταθερή τη θερμοκρασία του σώματός τους, πέφτουν σε χειμερία νάρκη, για να αντεπεξέλθουν στις χαμηλές θερμοκρασίες του χειμώνα.
Κατά τη διάρκεια του χειμέριου ύπνου οι αρκούδες δεν ξυπνάνε, δεν καταναλώνουν τροφή και νερό, αλλά χρησιμοποιούν την ενέργεια που είναι αποθηκευμένη στο λίπος τους για να διατηρηθούν. Το λίπος αυτό έχει σχηματιστεί την άνοιξη κατά την περίοδο της «υπερφαγίας», όπου μπορεί να καταναλώνουν περίπου μέχρι και 20.000 θερμίδες καθημερινά! Σουηδοί επιστήμονες διαπίστωσαν ότι οι εποχιακές αλλαγές συνοδεύονται με τροποποιήσεις στις αναλογίες των ειδών βακτηρίων του εντέρου του ζώου, με αποτέλεσμα την επιτυχή αυξομείωση του λίπους. Συγκεκριμένα, λειτούργησαν, τοποθετώντας σε ποντίκια, βακτήρια από δείγμα κοπράνων αρκούδας που είχαν συλλέξει κατά τους θερμούς μήνες και τους ψυχρούς αντίστοιχα. Το συμπέρασμα που προέκυψε ήταν ότι τα πρώτα βακτήρια επέτρεπαν μεγαλύτερη συσσώρευση λίπους σε σχέση με τα δεύτερα.
Επιπλέον, ένα από τα πιο σημαντικά όργανα της αρκούδας, η καρδιά, μειώνει την ταχύτητα λειτουργίας της, εισερχόμενη και αυτή σε λήθαργο. Οι καρδιακοί παλμοί υιοθετούν έναν πιο αργό ρυθμό, ο οποίος, σύμφωνα με την ομάδα του Πανεπιστημίου της Πολιτείας της Ουάσιγκτον, οφείλεται στην πρωτεΐνη μυοσίνη. Η πρωτεΐνη εμφανίζει δύο μορφές: Την άλφα και τη βήτα. Η μορφή άλφα είναι εκείνη που παράγεται σε μεγαλύτερη ποσότητα, όταν η αρκούδα πέφτει στον χειμέριο ύπνο και αυτή είναι που κάνει τους παλμούς πιο αδύναμους, ώστε να προσαρμοστεί η καρδιά στις νέες συνθήκες.
Άλλες αλλαγές στη φυσιολογία του ζώου κατά τον χειμέριο ύπνο που του επιτρέπουν ακόμη και να κυοφορεί την περίοδο εκείνη, σχετίζονται με τη διαχείριση των κοπράνων και των ούρων, τα οποία δεν αποβάλλονται. Η αρκούδα έχει αναπτύξει μηχανισμούς ανακύκλωσης των υποπροϊόντων της, που της παρέχουν τη δυνατότητα να διασπά πρωτεΐνες σε νέες πρωτεΐνες και αμινοξέα, παρακάμπτοντας τον σχηματισμό ουρίας, αλλά και αντιστρεπτούς μηχανισμούς αντίστασης στην ινσουλίνη, με πρωταγωνιστές οχτώ πρωτεΐνες που προσαρμόζουν τα επίπεδά της. Οι μηχανισμοί αυτοί, αν και χρήζουν περαιτέρω μελέτης, με βάση τα πρόσφατα επιστημονικά δεδομένα, υποστηρίζεται ότι μπορούν να αποτελέσουν τη βάση για την εξέλιξη θεραπειών έναντι γνωστών ασθενειών.
Διαβήτης τύπου 2
Η ινσουλίνη είναι μία ουσία που σηματοδοτεί την απορρόφηση της γλυκόζης από το αίμα. Μεγάλες συγκεντρώσεις γλυκόζης μπορεί να προκαλέσουν με τον καιρό αντίσταση στην ινσουλίνη, με αποτέλεσμα τη συσσώρευση γλυκόζης στο αίμα και την εμφάνιση διαβήτη τύπου 2. Φαίνεται πως οι αρκούδες μπορούν να προκαλέσουν και να αντιστρέψουν τα συμπτώματα της ασθένειας με τη βοήθεια οχτώ πρωτεϊνών του αίματος. Αυτές αλλάζουν την έκφρασή τους (κάποιες θετικά και κάποιες αρνητικά) τον χειμώνα κατά τον χειμέριο ύπνο, ενεργοποιώντας τον μηχανισμό αντίστασης στην ινσουλίνη και επανέρχονται στις προηγούμενες τιμές τους θερμούς μήνες, απενεργοποιώντας τον.
Οι μεγάλες συγκεντρώσεις γλυκόζης στο αίμα αμέσως μετά τον χειμέριο ύπνο, αποδεικνύουν τη λειτουργία του μηχανισμού. Μάλιστα, αναφέρεται ότι η περίοδος υπερφαγίας είναι απαραίτητη για τη μετάβαση από την κατάσταση ευαισθησίας στην κατάσταση αντίστασης, καθώς συμβάλλει τόσο στην απόκτηση υψηλών συγκεντρώσεων γλυκόζης όσο και στη μεταβολή της ποσότητας και της αναλογίας των οχτώ αυτών πρωτεϊνών. Έτσι, ελέγχοντας τις ποσότητές τους στον άνθρωπο, θα βρισκόμασταν σε θέση να αντιστρέψουμε την αντίσταση στην ινσουλίνη, εξαλείφοντας τον διαβήτη τύπου 2.
Χρόνια νεφρική ανεπάρκεια
Η νεφρική ανεπάρκεια αφορά τη δυσλειτουργία των νεφρών σχετικά με το φιλτράρισμα του αίματος και την απέκκριση βλαβερών ουσιών. Η ικανότητα των αρκούδων να ανακυκλώνουν την ουρία κατά τον χειμέριο ύπνο, τις καθιστά άτρωτες ως προς την ασθένεια. Ερευνητές εισήγαγαν ραδιενεργή ουρία σε αρκούδες που βρίσκονταν σε χειμέριο ύπνο και παρατήρησαν ότι η ραδιενεργή ουρία εξαφανίζεται, ενώ προκύπτουν ραδιενεργές πρωτεΐνες και αμινοξέα. Έτσι, συμπέραναν πως τα τοιχώματα της ουρήθρας απορροφούν την ουρία και το άζωτο που περιέχει και τη μετατρέπουν σε πρωτεΐνες και αμινοξέα χρήσιμα για τον οργανισμό.
Αν και δεν έχει ακόμη προσδιοριστεί η ακριβής λειτουργία του μηχανισμού, έχει υποτεθεί ότι η ουρία περνάει από το έντερο όπου υδρολύεται από βακτήρια μέσω ενός ενζύμου που εκφράζουν, της ουρεάσης, απελευθερώνοντας αμμωνία. Κάποια ποσότητα της αμμωνίας καταναλώνεται από τα βακτήρια για αναπτυξιακούς σκοπούς και κάποια άλλη αντιδρά με γλυκερόλη (μόριο που παράγεται με τη διάσπαση του λίπους) προς σχηματισμό αμινοξέων. Επομένως, γίνεται αντιληπτό πως, ίσως, στο μέλλον καταφέρουμε να εφαρμόσουμε τον μηχανισμό ανακύκλωσης σε ανθρώπους που πάσχουν από νεφρική ανεπάρκεια, επιτυγχάνοντας, έτσι, την απομάκρυνση τοξικών ουσιών που συσσωρεύονται στο αίμα.
Οστεοπόρωση και Μυϊκή ατροφία
Αντίσταση και στα συμπτώματα της οστεοπόρωσης και της μυϊκής ατροφίας, δηλαδή της αποδυνάμωσης και της μείωσης της οστικής και της μυϊκής μάζας αντίστοιχα, παρέχει ο μηχανισμός ανακύκλωσης της ουρίας στις αρκούδες σε λήθαργο. Στην πρώτη περίπτωση, διατηρείται το ασβέστιο που επρόκειτο να αποβληθεί και επάγει σχηματισμό νέων οστών, ενώ, ταυτόχρονα, εξισορροπούν οι διαδικασίες οστικής καταστροφής και σύνθεσης. Στη δεύτερη περίπτωση, αμινοξέα που προκύπτουν από τον καταβολισμό της ουρίας, οδηγούν στην υπερτροφία των μυών. Η εφαρμογή των προσαρμογών αυτών στον άνθρωπο απαιτεί περαιτέρω μελέτη.
Θρόμβωση
Αδιαμφισβήτητα, η αδράνεια είναι μία κατάσταση που χαρακτηρίζει τις αρκούδες σε λήθαργο, αποτελεί, όμως, και αιτία για τον σχηματισμό θρόμβων αίματος, κάτι που δεν παρατηρείται σε αυτές. Συγκεκριμένα, κατά τον λήθαργο εντοπίζεται χαμηλή δραστηριότητα αιμοπεταλίων λόγω μικρότερης έκφρασης της πρωτεΐνης HSP47, που προσελκύει και δεσμεύεται στα λευκά αιμοσφαίρια, τα οποία παγιδεύουν μικρόβια και έτσι δημιουργούν θρόμβους. Ρύθμιση των επιπέδων της πρωτεΐνης στον άνθρωπο, θα συνέβαλλε στον έλεγχο εμφάνισης θρόμβων, δομές που είναι πολύ πιθανό να εμφανιστούν και σε καρκινοπαθείς.
Όταν φτάσει πια η άνοιξη και η θερμοκρασία αρχίσει να ανεβαίνει, οι αρκούδες ξυπνάνε από τον χειμέριο ύπνο. Η διάθεσή τους για φαγητό δεν έχει επανέλθει ακόμη και οι περισσότερες δεν βρίσκονται σε πλήρη δραστηριότητα. Τα τελευταία χρόνια οι αυξημένες θερμοκρασίες εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής, έχουν επηρεάσει έντονα τη διάρκεια του χειμέριου ύπνου, διαταράσσοντας, ταυτόχρονα, και τις ιδιαίτερες προσαρμογές στη φυσιολογία του ζώου. Είμαστε ικανοί να συντηρούμε το περιβάλλον διαβίωσης των αρκούδων σταθερό, ώστε να ζουν ανενόχλητες και να συνεχίσουν να μας προσφέρουν την λύση για την βελτίωση της υγείας μας;
ΕΝΔΕΙΚΤΙΚΕΣ ΠΗΓΕΣ
- Τα βακτήρια του εντέρου “ρίχνουν” τις αρκούδες σε χειμέριο ύπνο, dasarxeio.com. Διαθέσιμο εδώ
- Πώς πέφτουν σε χειμερία νάρκη οι αρκούδες;, el.green-ecolog.com. Διαθέσιμο εδώ
- Hibernating bears could hold a clue to treating diabetes, nationalgeographic.com. Διαθέσιμο εδώ
- Serum plays an important role in reprogramming the seasonal transcriptional profile of brown bear adipocytes, cell.com. Διαθέσιμο εδώ
- Hibernating bears (Uridae): metabolic magicians of definite interest for the nephrologist, sciencedirect.com. Διαθέσιμο εδώ
- Hibernating Bears Emerge With Hints About Human Ills, nytimes.com. Διαθέσιμο εδώ
- Mammalian hibernation as a model of disuse osteoporosis: the effects of physical inactivity on bone metabolism, structure, and strength, journals.physiology.org. Διαθέσιμο εδώ
- Now we know why hibernating bears don’t get blood clots, science.org. Διαθέσιμο εδώ
- Insights from the Den: How Hibernating Bears May Help Us Understand and Treat Human Disease, ascpt.onlinelibrary.wiley.com. Διαθέσιμο εδώ
