Hogyan alszik a medve télen?

Tetszhalott állapot

A hosszú időtartamú mélyalvást belső biológiai jelek szabályozzák: főként telítetlen zsírsavak (pl. linolénsav) és hormonok indítják el az elalvás periódusát és ébresztik is fel később az állatot, jó hét hónap elteltével. A hibernáció az időszakos éhínség miatt alakul ki és 1-2 hónapos felkészülési időszak előzi meg: az emlős állat rendkívül nagy tömegű zsírt halmoz fel a szervezetében, majd védett fészket keres magának.

Az alvás idejére számos jelentős változás figyelhető meg:  a medve testhőmérséklete 7-8 fokot csökken, ezzel anyagcseréjének mértéke 50 százalékkal esik. A szívverések száma percenként egyre, légvétele négyre csökken. Nem eszik és nem iszik, ugyanis energiát és vizet a felhalmozott zsiradék szolgáltat. A kiválasztás során keletkező húgysavat és karbamidot újrahasznosítja, emésztés híján pedig széklete sincs. Mozgása izmainak apró remegésében merül ki, de az is automatikus, a hőtermelés velejárója. És hogy alszik-e? Nagyon mélyen, még álmodik is. 

Igazi biohack

A fent említett változások számos, embernél is ismert betegség tünetei. Percenként egy szívdobbanás? 50-100 kiló zsírfelesleg? Alig veszek levegőt? Nem pisilek? Jogosan merül fel a kérdés: hogyan éli túl? 

A macikra leselkedő egyik legnagyobb veszély a sztrók (agyérgörcs) lehetne a téli álom során. Az állat alig vesz levegőt, ami súlyos oxigénhiányt okozhatna, valamint a véráramlás mértéke nagyon lassú, a normálisnak a tizede. Mégsem lesznek betegek, ugyanis anyagcseréjük mértéke a normális  50 százalékára csökken. Az alacsony intenzitású anyagcsere pedig sokkal kevesebb oxigént igényel. Brian Barnes, az alaszkai Fairbanks Egyetem biológus szakértője szerint

ha a mentők, ehhez hasonlóan csökkenteni tudnák sztrók után a páciens anyagcseréjét - talán a test hűtésével -, valamint az anyagcsere energiaforrásának a zsírokat "állítanák be", akkor megakadályozhatnák a maradandó agykárosodást. 

Adja magát az a kérdés is, hogy a hatalmas súlyfelesleggel nem jár-e együtt a cukorbetegség. Hisz az embernél 50-100 kiló háj esetén a vércukrot a sejtekbe juttató inzulin hormonra garantáltan nincs "válasz". A szervezet ilyenkor érzéketlen erre a hormonra, az illető inzulinrezisztens és kettes típusú cukorbeteg (vagy csak idő kérdése és az lesz). A grizzly medvék mégis minden ősszel legalább 100 fontot szednek fel, viszont elkerülik a cukorbetegséget. Hogyan?

Egy nemrégiben végzett kutatás szerint a grizzly medvék zsírsejtjei a téli álomra keszülve érzékenyebbek az inzulinra, mint nyáron. A ciklikus változást zsírsejtek felszínén is megtalálható PTEN nevezetű fehérje kikapcsolódása teszi lehetővé. Ennek köszönhetően a medve a zsírfelhalmozás időszakában nem lesz cukorbeteg, az általa elfogyasztott gyümölcsök cukrából, a fruktózból óriási tömegű zsír keletkezhet anyagcserebetegség nélkül.

Aztán télen a fehérje bekapcsol, a maci "inzulinrezisztens" lesz és ezért folyamatosan zsírt képes bontani. Az állat barna zsírszövete pedig a zsírsavakat rögtön energiává (ATP) és hővé égeti el. Így nem hűl ki barna barátunk és lesz energiája az életben maradáshoz. Számos biotechnológiai vállalat tudósai most azt teszteli, hogy a PTEN fehérje ki- és bekapcsolása az emberi sejtek esetén lehetséges-e és ha igen, cukorbetegség kezelésében hogyan tudna eredményes eszközzé válni. Az Amgen Ltd. amerikai óriásvállalat szerint

a kutatások jó ütemben haladnak, hamarosan, hála a grizzlyk tanulmányozásának, megújulhat a cukorbetegség kezelésének orvosi módszere.

Ha egy ember hosszú ideig nem mozog és alig eszik, például betegen fekszik szakszerű ápolás nélkül, akkor tápanyaghiány mellett mechanikai stressz sem éri a csontjait. Ennek az a következménye, hogy csontritkulás alakul ki.

Csontjai nemhogy nem épülnek le, hanem 25 százalékban még meg is újulnak. Ennek az a magyarázata, hogy a grizzly medvék genomjában a felépítő folyamatokat serkentő gének a téli álom idején sokkal erőteljesebben jelennek meg, mint nyáron, így a csontépítés fokozódik. Szőrös barátunk szervezete extrán védi a csontjait is. 

Ha azonosítani tudjuk azokat a hormonokat és folyamatokat, amelyek ilyen szélsőséges körülmények között a csontok minőségét képesek megőrizni, megelőző ajánlásaink hatásosabbak lehetnének. Közel állnánk ahhoz is, hogy igazán hatékony gyógyszert fejleszthessünk ki a csontritkulás kockázatának kitett emberek számára

- mondja a Colorado Állami Egyetem speciális kutatócsoportja.

Fontos megemlíteni még, hogy a téli álmot alvó medvék védekeznek a szívbetegségek ellen is. Szívműtét során alkalmazhatnak műszívet, ha az operáció a szív megállítását követeli. Ugyanakkor a szív leállítása anyagcsereváltozást hoz létre a szívizom sejtjeiben: oxigénigényes (aerob) folyamatok helyett az oxigénhiányban működő (abnaerob) folyamatok fognak elindulni. Ez tejsavas erjedéssel jár, ami nagymértékben képes a szívet roncsolni is.

Nos, a macik ez ellen is trükkel élnek: téli álmuk alatt sokkal több zsírt bontanak le, mint amennyi cukrot felhasznál a szervezetük. Ez a képesség nagyon ritka, főleg, ha oxigénhiány és minimális szívverés társul hozzá. A Duke University, a Carleton University és az alaszkai Fairbanks University közös kutatócsapata jelenleg most azon dolgozik, hogy kiderítsék, alacsony oxigénfelvétel mellett a maci hogyan tudja első számú energiaforrásává tenni a zsírt.

Ha kiderítjük, mi áll a háttérben, beteg emberek komoly szívműtétjei során tudnánk a tejsav okozta károkat kivédeni. És ez nem elég, zsíralapú étrendre van a műtétet követően szükség.

- mondja a kutatás vezetője, Kenneth B. Storey.

 A grizzly medve példája mutatja, hogy szélsőséges természeti körülmények között is mekkora szerepe van a megfelelő táplálkozásnak. 

(Borítókép: Alvó grizzly medve Alaszkában. Fotó: Wolfgang Kaehler / Getty Images Hungary)