Содержание
Способность животных к зимней спячке
Сон у животных и биохимия сна
Физиологические возможности животных
У животных, погружающихся в зимнюю спячку, жизнь в этот период становится некоей бледной тенью их обычного существования: кровообращение резко снижается, ритм дыхания еле ощутим, температура тела колеблется около отметки, близкой к замерзанию.
Способность животных к зимней спячке
«Трудно уловить биение сердца, — говорит Келли Драйв, сотрудница университета в Фербенксе на Аляске, исследующая зимний сон арктических сусликов. — Невозможно отличить, умерло животное или оно спит. Перед нами — просто холодный маленький комочек».
Надо думать, еще в глубокой древности людей удивляла способность медведей, сурков, ежей и других животных засыпать на долгие зимние месяцы, чтобы избежать трудностей холодного и голодного времени года.
Но серьезно исследованием этого феномена занялись не так давно, с середины нашего века. Изучая картину физиологии сна человека, ученые не могли не обратить внимание на то, что происходит в организме животных при столь долгом зимнем сне.
Сегодня этим явлением заинтересовалась и лечебная медицина. Исследовав биохимию процесса погружения в зимний сон и поддержания жизни в течение длительного времени спячки, наука сможет найти новые способы лечения многих заболеваний.
На первом месте — проблемы, волнующие специалистов, изучающих и лечащих инсульты. Клетки головного мозга, как известно, чрезвычайно чувствительны к недостатку кислорода, буквально несколько минут кислородного голодания — и начинаются необратимые разрушения в мозге.
А вот клетки головного мозга медведя не гибнут, хотя в период сна они многие месяцы находятся в режиме кислородного голодания: в это время головной мозг животного получает на 90 процентов меньше крови, чем обычно.
Правда, спящие зимой животные какое-то время после пробуждения бывают усталыми, вялыми, но в дальнейшем никаких вредных следов такого голодания мозг не обнаруживает.
Сон у животных и биохимия сна
Биохимическая активность погруженных в сон нейронов падает, по всей видимости, практически до нуля. Синтез белка в мозговых клетках сведен к минимуму.
Приказ о таком сокращении обмена веществ, как показали исследования, идет от той части промежуточного мозга, которая называется гипоталамус (его нервные центры, кроме того, ведают температурой тела, кровяным давлением, дыханием, сном, ощущениями голода и сытости, участвуют в физиологии размножения).
Если бы удалось разгадать молекулярный механизм, спасающий нейроны от гибели во время зимней спячки, то могли бы появиться новые действенные методы лечения человека, перенесшего кровоизлияние в мозг. И поиск в этом направлении активно ведется.
Так, сотрудница нью-йоркского университетского Медицинского центра Маргарет Райс обнаружила в крови спящего сурка в четыре раза больше витамина С, чем у животных, находящихся в активном состоянии.
Жидкость, содержащаяся в черепе и позвоночнике во время спячки превращается в хранилище этого витамина, который высвобождается лишь в то время, когда просыпающийся сурок начинает согреваться.
Эти запасы витамина С, по мнению исследователей, помогают организму легче справиться с опасным переходным периодом от сна к бодрствованию.
Когда, например, нейроны после продолжительного периода «летаргии» снова начинают активно работать, в них при поглощении кислорода возникает большое количество вредных для организма, химически очень активных веществ — так называемых свободных радикалов.
Щитом против них могут служить некоторые вещества, к ним принадлежит и витамин С. Комплекс защиты, которым наделен организм животного, препятствует разрушительному действию опасных соединений, образующихся в период его пробуждения.
Врачи, изучающие эту проблему, считают, что витамин С способен предупредить массовую гибель клеток мозга и у человека, пострадавшего от инсульта. Правда, первая атака недуга, разрушающая кровеносный сосуд вследствие его закупорки, не может быть предотвращена с помощью витамина С.
Но вторая атака, которая нередко возникает, когда врачи, применяя медикаментозные средства, пытаются восстановить кровообращение, часто не менее разрушительна, чем первая, вот эту атаку может смягчить витамин С, а то и предотвратить.
Физиологические возможности животных
Внимание медиков привлекают и другие физиологические возможности животных, засыпающих на зиму.
Например, медведи, а их сон длится до пяти месяцев, все это время не едят и не пьют. Они не впадают, как сурки, в оцепенение, в период сна температура тела медведя понижается всего на несколько градусов Цельсия.
Температура тела медведя зимой (в декабре) сильно понижена, но ее суточные колебания происходят примерно в том же ритме, что у бодрствующего зверя.
Тем удивительнее, что мочевой пузырь и кишечник медведя в это время не действуют. Человек же, если у него отказывает мочевой пузырь, уже через несколько дней погибает, отравленный уриной.
У спящего же зимой медведя включен на это время удивительный механизм: моча, собирающаяся в мочевом пузыре, возвращается через его стенки в организм.
А там, как в сказочном источнике вечной юности, моча и ее ядовитые составляющие восстанавливаются до безвредного вещества белковой природы; этот белок, в частности, поступает в молоко медведицы, которая именно зимой приносит потомство.
Если бы науке удалось до конца познать такой механизм и применить его к людям с больными почками, потерявшими способность отфильтровывать урину из крови, то это избавило бы их от тяжкой необходимости периодически подключаться к аппарату искусственной почки, чтобы очищать кровь от ядовитых веществ.
И еще одна особенность. У медведей, даже весящих около ста килограммов, несмотря на долгую неподвижность в период сна, прочность костей не снижается.
Человек, прикованный болезнью к постели, в течение шести месяцев теряет до четверти вещества, придающего прочность его костям.
Космонавты, лишенные в полете нагрузок на скелет, каждый месяц теряют до двух процентов костной массы. Почему такие изменения не происходят в костях у Медведей?
С помощью биохимического процесса их организм возвращает из крови кальций, попадающий туда при «вымывании» его из костей, и он вновь становится строительным материалом для укрепления скелета.
Уже несколько лет биохимики упорно ищут в крови медведей то вещество, которое снова и снова направляет оказавшийся в крови кальций на усиление костей.
Если только удастся его найти, то, кто знает, может быть, миллионы людей пожилого возраста вздохнут с облегчением: им перестанет угрожать возрастная хрупкость костей.
Во всех упомянутых случаях дорога к применению в медицинской практике открытых у животных особенностей еще очень и очень длинна. Но кое-что служит медицине уже сейчас.
При некоторых хирургических вмешательствах врачи снижают температуру тела оперируемого примерно на семь градусов Цельсия. (В частности, так оперируют в Новосибирске, в Клинике имени Мешалкина.)
Таким приемом уменьшают потребность органов в кислороде, замедляют кровообращение и сокращают потери крови при операции, уберегают органы от повреждения.
Сегодня, после кропотливых исследований, окончательно развенчан расхожий миф о том, что зимний сон — это отдых животного. Как раз напротив, это тяжелая работа для организма.
Доказательством тому служит удивительное поведение некоторых животных в их зимних квартирах. Через определенные промежутки времени животные как бы «выныривают» из глубокого, похожего на смерть, сна.
Арктический суслик в зимней спячке в своем подземном доме.
В течение нескольких часов температура их тела повышается, приближаясь к нормальной, — словно бы возникла возможность вернуться к активной жизни.
Прежде исследователи считали эти паузы потребностью организма освободиться от мочи или заглушить сильный голод, обратившись к запасам.
На самом же деле животные пробуждаются из глубокого сна для того, чтобы на какое-то время заснуть другим, освежающим сном, каким они восстанавливают свои силы летом.
Николаев Г.
Видео: Где раки зимуют
Животные и холод – жизнь при температуре ниже нуля
Биологические часы — химические реакции и невидимый будильник
Животные – животные способны предвидеть
Как спят киты
Как спят дельфины — исследование сна дельфинов
