Tupai Terjebak Selama Hibernasi; Tidak Perlu Bobot!

Feb 03 2022
Mamalia yang berhibernasi seperti tupai tanah dapat membangun beberapa massa otot selama tidur nyenyak mereka, dengan bantuan bakteri usus.
Bagaimana tupai keluar dari hibernasi dengan lebih banyak otot daripada saat mereka tidur di musim dingin? /Andrei Samsonov/Getty Images

Jika Anda, seorang manusia, menghabiskan seluruh musim dingin dengan tertidur di tempat tidur, sangat tidak mungkin Anda bisa keluar dari pintu depan pada hari pertama musim semi yang nyaman dan berlari 5K. Itu karena otot kita memiliki beberapa aturan yang sangat spesifik, dan salah satunya adalah "gunakan atau hilangkan". Masuk akal, bukan? Mengerjakan otot membuat tubuh kita tahu apa yang diharapkan darinya, jadi otot manusia berkembang cukup banyak secara eksklusif melalui penggunaan teratur dan nutrisi yang baik.

Namun, ini tidak berlaku untuk semua hewan. Ambil contoh tupai tanah berjajar tiga belas ( Ictidomys tridecemlineatus ), yang berasal dari padang rumput dan padang rumput di Midwest Amerika Utara. Penghuni tanah kecil ini berhibernasi di musim dingin, tetapi seperti kebanyakan mamalia yang tidur di musim dingin, ia bangun di musim semi siap untuk memburu belalang dengan atletis singa betina — tidak perlu periode pelatihan.

Sebuah penelitian yang diterbitkan secara digital pada 27 Januari 2022, di Science menemukan bahwa tupai tanah bergaris tiga belas mampu membangun beberapa otot, bahkan ketika tidak berolahraga atau mengonsumsi nutrisi, dengan bantuan seorang teman khusus: bakteri ususnya. .

Para peneliti dalam penelitian sebelumnya telah memperhatikan bahwa simpanan lemak tupai tanah yang berhibernasi yang dibangun dengan rajin selama bulan-bulan musim panas mulai menurun tajam pada bulan Februari, dan pada saat mereka keluar dari liangnya pada bulan April, mereka telah kehilangan sekitar 40 persen dari tubuh mereka. berat dari musim gugur sebelumnya. Tupai tidur nyenyak, dan suhu tubuh mereka turun drastis menyamai suhu liang kecil mereka yang dingin, metabolisme mereka turun menjadi sekitar 1 persen dari suhu di bulan-bulan musim panas. Namun, menjelang akhir musim dingin, otot kaki mereka mulai membangun jaringan baru .

Seekor tupai tanah 13-baris (Ictidomys tridecemlineatus) dalam tidur nyenyak saat hibernasi, yang disebabkan oleh suhu yang lebih dingin, dimulai.

Studi di Science berangkat untuk menemukan mekanisme yang memungkinkan hewan yang telah terputus dari nutrisi dan gerakan selama beberapa bulan untuk membangun otot. Para ilmuwan telah mengetahui untuk beberapa waktu ada cara bagi tubuh untuk menciptakan nutrisi yang dibutuhkan untuk membuat otot - kadang-kadang terlihat pada sapi dan hewan ruminansia lainnya. Proses ini disebut penyelamatan nitrogen urea , dan memungkinkan tubuh untuk mempertahankan nitrogen yang seharusnya dikirim ke dunia dalam bentuk urin. Nitrogen sangat penting untuk membuat protein, yang penting untuk membangun otot. Namun, proses ini membutuhkan sesuatu yang lain: enzim yang disebut urease, yang tidak dapat diproduksi oleh hewan. Tapi bakteri bisa.

Para peneliti menemukan bahwa untuk menemukan nitrogen untuk membuat protein dan membangun otot yang cukup sehingga kaki belakang mereka tidak seperti mie spageti setelah tidur siang musim dingin yang panjang, tupai tanah bergantung pada bakteri usus tertentu. Bakteri membuat urease yang membantu tupai menambang urea dalam tubuh mereka untuk nitrogen. Mikroba juga mendapat manfaat dengan menggunakan nitrogen yang dihasilkan untuk membangun protein yang mereka butuhkan.

Tertarik apakah manusia bisa membentuk otot tanpa makan atau berolahraga? Ternyata kita memiliki kemampuan — tentu saja dengan bantuan bakteri usus kita — untuk mendaur ulang sejumlah kecil urea nitrogen . Para peneliti berpikir penemuan ini mungkin memiliki aplikasi terapeutik untuk membantu orang yang terjebak di tempat tidur karena penyakit atau cedera, atau untuk membantu astronot mempertahankan massa otot saat nongkrong di luar angkasa.

Sekarang Itu Menarik

Bagi manusia, hanya 10 hari berturut-turut di tempat tidur dapat menyebabkan 14 persen kehilangan kekuatan otot pada orang dewasa yang lebih tua dan sehat.