Zimsko spanje pri človeku

Znanstveniki pa hibernacije ne preučujejo zgolj, da bi lahko astronavte pošiljali vse dlje v vesolje. Njene izjemne fiziološke prednosti bi rešile nešteto življenj že na Zemlji – če bi nam le uspelo razvozlati skrivnostne molekularne spremembe, ki živali zazibljejo v zimsko spanje oziroma stanje otrplosti in jih zbudijo iz njega – čudežno reverzibilno stanje mirovanja, za katero so značilni skrajna otopelost, znižana telesna temperatura in upočasnjena presnova ter cela vrsta drugih osupljivih sprememb. “Znano je,” pojasnjuje Callaway, “da je mogoče pri nizki temperaturi, kakršno imajo živali med zimskim spanjem, bolje in dlje prenašati pomanjkanje kisika in slabšo prekrvitev.” A zakaj? Zakaj medvedom mišice med spanjem ne atrofirajo? Zakaj se jim kri ne strjuje? In kaj sploh spodbudi ta proces? Znanstveniki so v iskanju odgovorov vse bliže doslej najvelikopoteznejšemu odkritju: osrednjemu stikalu v možganih hibernirajoče živali, ki hkrati sproži več različnih koristnih učinkov hibernacije.

Posnemanje nižje telesne temperature, kakršno imajo medvedi med zimskim spanjem, bi denimo lahko zmanjšalo resnost “reperfuzijskih poškodb” – pogosto usodnih poškodb, ki nastanejo po srčnem zastoju, ko se ponovno vzpostavi pretok krvi po telesnih tkivih, ki jim je nekaj časa primanjkovalo kisika, kar povzroči obsežno vnetje, oksidativni stres in celično smrt. To bi lahko pomagalo tudi podaljšati kratko časovno obdobje, ki ga imajo zdravniki na voljo za nujno oskrbo po možganski kapi in srčnem infarktu. Če bi vedeli, kako medvedi med zimskim spanjem ohranjajo mišično maso ter “vklapljajo in izklapljajo” odpornost proti inzulinu, bi lahko bolje zdravili kronično debelost in sladkorno bolezen pri človeku. Bolniki na oddelkih za intenzivno nego lahko v sedmih dneh izgubijo več kot 10 odstotkov mišične mase. Bi umetno povzročeno stanje hibernacije to zmanjšanje upočasnilo ali ga celo ustavilo?

Zunanjemu opazovalcu bi se verjetno zdelo, da ima presnovno dogajanje pri medvedki le malo skupnega s presnovnim dogajanjem pri človeku. Deset dni prej se je dvignila s slamnate postelje in se počasi lotila pojedine iz medvedjih briketov, jabolk ter losovih kosti in mesa. To je bil njen prvi obrok po petih mesecih. Slinavke so ji še vedno delovale počasi. Nato je izločila “fekalni čep”, sestavljen iz rastlinskih ostankov, posušenih iztrebkov, odmrlih celic in dlak, ki se ji je nabral v spodnjem delu črevesa. Te tri ključne dejavnosti – da je vstala, začela jesti in izločila čep – so očitno pomagale sprožiti kopico mikroskopskih genskih stikal v njenih celicah in spodbudile postopno prenehanje nenavadnih bioloških ciklov, ki so v njenem telesu potekali čez zimo.

Medvedkina presnova, ki je pozimi delovala zgolj s četrtino siceršnje hitrosti, se je znova pognala in se je do trenutka, ko se je trudila s penico, več kot podvojila. Telesna temperatura, ki je bila skoraj sedem stopinj pod normalno, se je začela zviševati. Dva od štirih srčnih prekatov, ki sta bila vso zimo malone povsem nedejavna, sta spet začela delovati. Maščobne celice, ki so bile mesece neverjetno odporne proti inzulinu (hormonu, ki telesu sporoča, kdaj naj absorbira sladkor), so se spet začele odzivati nanj. Tudi mesece odsotni tek se je prebudil.

Pet mesecev prej, torej novembra, ko se je Kio odpravljala k zimskemu počitku, je nehala jesti, črevesna peristaltika se je ustavila, slinavke so nehale delovati in živeti je začela od lastnih maščobnih zalog. V naslednjih mesecih je porabila približno 20 odstotkov oziroma 30 kilogramov telesne mase. Da bi ji telo to omogočilo, je postalo odporno proti inzulinu, kar hibernirajoči živali koristi. Pri človeku odpornost proti inzulinu nemalokrat vodi v sladkorno bolezen – to pa je seveda slabo. Medvedi lahko to odpornost “vklopijo in izklopijo” glede na letni čas, in to brez posledic za zdravje. Če bi razumeli, kako poskrbijo za to, bi morda našli rešitev, da bi to zmogli tudi ljudje.

Na drugem koncu sveta, na Univerzi v Bologni v Italiji, se je približno v istem času, ko je podiplomski študent Drewove naletel na japonski članek o adenozinu, raziskovanja podobno lotil neki drug podiplomski študent – Domenico Tupone. Pri laboratorijski raziskavi se ni osredotočal na zimsko spanje kot tako, temveč na en segment: prepoznavanje možganskih tokokrogov, ki med spanjem uravnavajo telesno temperaturo. Njegova skupina je domnevala, da majhno območje nevronov na dnu možganov navadne podgane pomaga prenašati signale za uravnavanje temperature v preostale dele telesa. Te nevrone so začasno onesposobili z injekcijo, nato pa podgano namestili v hladno in temno kletko. Poskus je potrdil hipotezo. Tupone in sodelavci so opazovali, kako je podgana potonila v stanje tako globoke podhladitve, da bi moralo biti smrtonosno. Takrat pa so se začele dogajati nenavadne stvari.

Šest ur in štiri injekcije pozneje je bila podhlajena podgana še vedno živa. Ko pa jo je skupina končno vzela iz kletke in jo ogrela, se je obnašala, kot da se ni zgodilo nič posebnega. Pozneje, ko je Tupone s sodelavci preučil možganske valove, ki jih je zaznala na glodavčevo glavo pritrjena mreža elektrod, je znanstvenik Matteo Cerri opazil nekaj, zaradi česar se je spremenila smer Tuponejevih prihodnjih raziskav. Vzorci možganskih valov so se mu zdeli znani, podobne je bil že videl pri hibernirajočih živalih. Opazil pa je pomembno razliko – podgane v nasprotju z arktičnimi tekunicami v naravi ne hibernirajo. Tupone je nemudoma vedel, da si najbolj od vsega želi najti odgovor na eno samo vprašanje: če je mogoče žival, ki pozimi naravno ne hibernira, varno uspavati v hibernacijo, bi bilo mogoče enako storiti s človekom?

Preberite celoten članek v reviji National Geographic.