Wiewiórki zostają szarpane podczas hibernacji; Bez obciążników!

Feb 03 2022
Hibernujące ssaki, takie jak wiewiórki ziemne, mogą budować masę mięśniową podczas długiego snu za pomocą bakterii jelitowych.
Jak wiewiórki wychodzą z hibernacji z większą ilością mięśni niż wtedy, gdy chowają się na zimę? /Andrei Samsonov/Getty Images

Jeśli ty, człowiek, spędziłeś całą zimę drzemiąc w łóżku, jest bardzo mało prawdopodobne, że będziesz w stanie wyskoczyć przez drzwi frontowe w pierwszy ciepły dzień wiosny i przebiec 5K. To dlatego, że nasze mięśnie mają bardzo specyficzne zasady, a jedną z nich jest „wykorzystaj albo strać”. To ma sens, prawda? Praca nad mięśniami pozwala naszemu organizmowi wiedzieć, czego się od niego oczekuje, więc ludzki mięsień rozwija się w zasadzie wyłącznie dzięki regularnemu stosowaniu i dobremu odżywianiu.

Nie dotyczy to jednak wszystkich zwierząt. Weźmy na przykład trzynastolinijną wiewiórkę naziemną ( Ictidomys tridecemlineatus ), pochodzącą z łąk i prerii północnoamerykańskiego Środkowego Zachodu. Ten mały mieszkaniec ziemi zimuje zimą, ale jak większość ssaków śpiących w zimie, budzi się na wiosnę, gotowy do polowania na koniki polne z atletyzmem lwicy — bez okresu treningu.

Badanie opublikowane cyfrowo 27 stycznia 2022 w Science wykazało , że wiewiórka pospolita jest w stanie zbudować trochę mięśni, nawet jeśli nie ćwiczy ani nie przyjmuje składników odżywczych, z pomocą specjalnego przyjaciela: bakterii jelitowych .

Naukowcy w poprzednich badaniach zauważyli, że zapasy tłuszczu, które zimujące wiewiórki ziemne pracowicie gromadzą się w miesiącach letnich, zaczęły gwałtownie spadać w lutym, a do czasu, gdy wyszły z nory w kwietniu, straciły około 40 procent swojego ciała waga od jesieni przed. Wiewiórki spały spokojnie, a temperatura ich ciała spadła do poziomu ich chłodnych małych norek, a ich metabolizm spadł do około 1 procenta tego, co było w miesiącach letnich. Jednak pod koniec zimy ich mięśnie nóg zaczęły budować nową tkankę .

13-rzędowa wiewiórka susła (Ictidomys tridecemlineatus) w głębokim śnie, gdy zaczyna się hibernacja, wywołana niższymi temperaturami.

Badanie w Science miało na celu odkrycie mechanizmu, który umożliwiłby zwierzętom, które były odcięte od składników odżywczych i ruchu przez kilka miesięcy, budowanie mięśni. Naukowcy od pewnego czasu wiedzą, że istnieją sposoby, aby organizm wytwarzał składniki odżywcze potrzebne do tworzenia mięśni — czasami można to zobaczyć u bydła i innych zwierząt przeżuwających. Proces ten nazywa się odzyskiwaniem azotu mocznikowego i pozwala organizmowi zatrzymać azot, który w innym przypadku zostałby wysłany w świat w postaci moczu. Azot jest niezbędny do wytwarzania białka, które jest niezbędne do budowy mięśni. Jednak proces ten wymaga czegoś innego: enzymu zwanego ureazą, którego zwierzęta nie są w stanie wyprodukować. Ale bakterie mogą.

Naukowcy odkryli, że aby znaleźć azot do produkcji białka i zbudować wystarczającą ilość mięśni, tak aby ich tylne nogi nie były parą makaronu spaghetti po długiej zimowej drzemce, wiewiórki ziemne polegają na specyficznych bakteriach jelitowych. Bakterie wytwarzają ureazę, która pomaga wiewiórkom wydobywać mocznik w ich ciałach w celu uzyskania azotu. Mikroby również odnoszą korzyści, wykorzystując powstały azot do budowy białek, których potrzebują.

Interesuje Cię, czy ludzie mogą budować mięśnie bez jedzenia i ćwiczeń? Okazuje się, że mamy zdolność — oczywiście z pomocą naszych bakterii jelitowych — do recyklingu niewielkiej ilości azotu mocznikowego . Naukowcy sądzą, że to odkrycie może mieć zastosowanie terapeutyczne, aby pomóc ludziom tkwiącym w łóżku z powodu choroby lub urazu lub pomóc astronautom zachować masę mięśniową podczas przebywania w kosmosie.

Teraz to jest interesujące

W przypadku ludzi zaledwie 10 kolejnych dni w łóżku może prowadzić do 14% utraty siły mięśniowej u zdrowych, starszych osób dorosłych.