Сніг, дощ, холодно, брудно і похмуро - мабуть, декому хотілося б просто подібно до ведмедів проспати всю зиму. Клишоногі проводять уві сні сім місяців. У цей час вони згортаються калачиком, їхній пульс та серцебиття сповільнюються, життєдіяльність організму підтримується за рахунок накопиченого влітку та восени сала.

Якби людина проспала стільки часу, то її м'язи за цей час би атрофувалися. Так стається, наприклад, з пацієнтами, яким після загоєння тяжких переломів кісток знімають гіпс. Також від тривалого лежання на тілі в людей утворюються рани – пролежні. Крім того, відбувалася б самоінтоксикація, адже коли продукти обміну речовин не виводяться з організму разом з сечею, то вони отруюють кров, насамперед це стосується аміаку. А якщо людина довго не питиме, то станеться тяжке зневоднення.

Таємниця клишоногих

Натомість ведмеді, прокидаючись після зимової сплячки, почуваються чудово. У тварин немає жодних ознак інтоксикації або зневоднення, вони зберігають 90 відсотків своєї м'язової маси. Втрачається лише накопичений до тривалого сну жир.

Їм це вдається за допомогою зміни обміну речовин на своєрідну дуже ефективну систему вторинної переробки. Ведмеді не виводять аміак з організму з сечею під час сну. Печінка не передає сечовину до нирок, натомість ця речовина потрапляє одразу в кров. Потім вона мандрує до слини, яку сонний ведмідь знову ковтає. Бактерії, які містяться у шлунку, знову розкладають її на аміак і бікарбонат.

Загроза зневоднення уникається тому, що нирки припиняють виробляти сечу, а також тому, що згорнувшись клубочком, тварина дихає собі у хутро. Таким чином велика частка вологи з видиху потрапляє назад у хутро, звідки ведмідь її знову вдихає. Решта води, яку тварина потребує, вона одержує зі своїх запасів.

Гормональний баланс

Імпульс для зимової сплячки ведмедям дає спеціальний гормон, який називається Hibernation Induction Trigger (HIT). Він призводить до того, що пульс ведмедя знижується майже вдвічі, якщо порівнювати з літнім періодом. Цей же гормон втамовує почуття голоду і знижує температуру тіла. Внаслідок уповільнення дихання змінюється кислотний склад крові. Оскільки дихання ведмедя у сплячці стає неглибоким, то він не може видихати так багато вуглекислого газу, як раніше. Через це pH-рівень крові стає кислішим. Як наслідок, коричнева жирова тканина, завдання якої продукувати тепло внаслідок окислення жирних кислот, припиняє свою діяльність. Крім того, pH-рівень крові впливає на функцію так званої фосфофруктокинази. Це ензими, які регулюють процес розщеплення певних вуглеводів у крові. Під час сну, коли рівень кислотності крові знижується, речовини, фосфофруктокинази, які також регулюють процес тремтіння, розкладаються.

Коли ведмідь прокидається після сплячки, його дихання частішає. Він починає видихати більше вуглекислого газу, через це у крові підвищується рівень pH. Автоматичне збільшення показника фосфофруктокинази призводить до того, що ведмідь починає тремтіти, і це підвищує температуру його тіла. Поки температура ведмедя після сну знову нормалізується, минає приблизно година.

Користь для людей?

Особливості обміну речовин ведмедів становлять величезний інтерес для медиків. Особливо цікавить учених питання, які механізми в крові ведмедя у сплячці запобігають процесу розкладу білків та м'язових клітин. Також, як видається, ведмеді мають стійкість до остеопорозу. Під час сну кісткова субстанція нарощується. Відкриття так званого НІТ-гормону наштовхнуло вчених на думку, що його можна застосовувати у медицині.

Так, науковці припускають, що органи для трансплантації у разі обробки перед транспортуванням субстанцією, що викликає стан зимового сну, зможуть зберігатися на багато годин довше.

Так само таємниці ведмежого зимового сну могли б згодитися для інтенсивної терапії. Наприклад, тяжко поранену людину під час перевезення до лікарні можна було б штучно занурити у стан зимової сплячки, аби сповільнити її кровообіг. Серед ідей, які, щоправда, ще дуже далекі від втілення, і подорожі астронавтів у такому сні до далеких планет.

Автори: Фабіан Шмідт, Наталя Неділько
Редактор: Тетяна Бондаренко