Tekst ukazał się w POLITYCE w lutym 2014 r.
W trakcie hibernacji zużycie tlenu u susłów spada do 23 proc. poziomu właściwego stanowi aktywności. Niektóre nietoperze biorą najwyżej jeden oddech na godzinę! Tempo bicia ich serca potrafi obniżyć się z 200–300 do ledwie 3–10 uderzeń na minutę. Komórki w mózgu kurczą się i zmniejszają liczbę połączeń nawet o 60 proc. Niektóre gatunki podczas wielu miesięcy hibernacji nie wydalają moczu ani kału. A wszystkie te przemiany nie szkodzą w żaden sposób zwierzęciu. Dlaczego? Naukowcy liczą, że gdy to zrozumieją, odkryją sposoby na wiele dolegliwości trapiących dziś ludzkość. Choćby otyłość, która u ludzi skutkuje miażdżycą, chorobami serca i cukrzycą.
Tymczasem zwierzętom hibernującym nic ona nie szkodzi. Jesienią potrafią przecież zwiększyć masę ciała nawet dwukrotnie, odkładając zapasy w postaci tkanki tłuszczowej. I mimo to nie rozwija się u nich żadna z chorób cywilizacyjnych. Ba, chudną potem, nie uprawiając żadnych ćwiczeń. Gdyby udało się to wykorzystać u ludzi, skończyłyby się problemy z nadwagą. Olivia Judson na łamach „Natural History” zaproponowała już hasło reklamowe dla nowych sposobów na odchudzanie: „Zrzuć kilogramy, nie robiąc nic”.
Tylko że leżenie przez tyle miesięcy u ludzi prowadzi do zaniku mięśni i odwapnienia kości. I tu znów na pomoc przychodzą hibernujące zwierzęta. Po 110 dniach spędzonych w gawrze bez jedzenia niedźwiedź traci 29 proc. siły swych mięśni. Tymczasem człowiek na zrównoważonej diecie po 90 dniach w łóżku słabnie aż o 54 proc. „Po 110 dniach głodu i ograniczonych ruchów niedźwiedzie wciąż były podobne do zdrowych, aktywnych i dobrze odżywionych ludzi” – twierdzili w 2007 r. autorzy odkrycia ogłoszonego w „Physiology and Biochemical Zoology”.
Inne badanie wykazało, że, owszem, niedźwiedzie w czasie hibernacji zmniejszają masę kości, ale jednocześnie cały czas tworzą ją od nowa. A ponieważ te procesy się równoważą, w sumie zwierzę po kilku miesiącach bezruchu nadal ma mocne i duże kości. To przeciwnie niż u ludzi prowadzących siedzący tryb życia. Gdy się nie ruszamy, kości się zmniejszają i zanika proces ich tworzenia. Gdybyśmy nauczyli się naśladować niedźwiedzie, skończyłyby się np. problemy osób obłożnie chorych.
Matthew Andrews z University of Minnesota zwraca uwagę na zdumiewające własności serca zwierząt hibernujących. „Przy temperaturach ciała spadających poniżej 20 st. C zdecydowana większość ssaków doświadcza zatrzymania akcji serca – pisze w czasopiśmie „Bioessays”. – Jednakże ssaki hibernujące pozostają w sinusoidalnym rytmie przy temperaturach ciała zbliżających się do 0 st. C”. I konkluduje: „Zrozumienie, jak pracuje serce w ekstremalnych warunkach fizjologicznych podczas hibernacji, może doprowadzić do zapobiegania i leczenia chorób układu krwionośnego, które są dziś główną przyczyną śmierci u ludzi”.
Równie wielkie nadzieje budzą badania mózgu. W czasie hibernacji dociera przecież do niego naprawdę minimalna ilość tlenu. A nie skutkuje to żadną martwicą, udarem czy innymi schorzeniami. Prawdopodobnie ważną rolę odgrywa białko, które odkryto u hibernujących susłów. Gdy podawano ten związek aktywnym zwierzętom, wkrótce wpadały w stan hibernacji, a w ich mózgach spadało zapotrzebowanie na tlen. Dr Cesario Borlongan z Medical College of Georgia twierdzi, że można to wykorzystać w leczeniu osób z udarem oraz chorobą Parkinsona. U zwierząt, którym po udarze podano to białko, zniszczenia w niektórych rejonach mózgu zmniejszały się o 75 proc.! Wstępnie sprawdzano jego działanie na zwierzętach z parkinsonizmem. Dzięki tej substancji miały większą ilość dopaminy – której brak jest główną przyczyną rozwoju owej choroby – niż zwierzęta kontrolne.
Najbardziej śmiali z naukowców nie poprzestają na wykorzystywaniu cząstkowych właściwości hibernujących zwierząt. Marzy im się, by człowiek całkowicie poszedł w ślady swych kuzynów. W hibernację wprowadzano by choćby tych, którzy cierpią na nieuleczalne choroby. W nowym stanie doczekaliby opracowania skutecznej terapii. – W wielu odmiennych grupach ssaków są gatunki, które potrafią hibernować. Umiejętność ta jest prawdopodobnie cechą ewolucyjnie pierwotną w tej grupie zwierząt – twierdzi prof. Jan Taylor z Uniwersytetu w Białymstoku, który prowadzi badania nad hibernacją orzesznic. – Geny konieczne do hibernacji przypuszczalnie są u wszystkich gatunków ssaków, tyle że nie zawsze w ten sposób się ujawniają. Zdolność do hibernacji polega raczej na odmiennej regulacji istniejących genów niż na powstaniu licznych nowych genów. Kusząca jest więc spekulacja, że u każdego przedstawiciela tej grupy można by wywołać hibernację.
Znane są wszak przypadki, gdy człowiek, zupełnie niechcący, sam się wprowadził w stan podobny do hibernacji. W maju 1999 r. z lodowatej wody wyłowiono norweską narciarkę. Spędziła tam ponad godzinę, nie oddychała, a temperatura jej ciała obniżyła się do 14 st. C. Po akcji ratunkowej kobieta wróciła do normalnego stanu fizycznego i psychicznego. W lutym 2001 r. podobna historia przydarzyła się dziewczynce z Kanady. Wyszła z domu nocą i się zgubiła. Gdy ją odnaleziono, jej serce nie biło od dwóch godzin, a temperatura ciała spadła do 16 st. C. Ją również przywrócono do aktywnego życia.
Entuzjazm, jaki budzą te doniesienia, studzi prof. Taylor: – Często patrzymy na zyski z hibernacji, a zapominamy o jej kosztach. A te są duże. Gryzonie pręgowce amerykańskie, którym na zimę eksperymentalnie uzupełniano zapasy pokarmu, hibernowały krócej. To oznacza, że jeśli zwierzę ma wybór, woli pozostać aktywne. A nawet jeśli wpada w hibernację, to regularnie się z niej wybudza. Orzesznice robią tak co dwa tygodnie. Nie wychodzą wówczas ze schronienia, są nieaktywne, ale ich temperatura ciała się podnosi. Zapis fal mózgowych wskazuje, że w tym czasie zwierzęta śpią. Zwykle trwa to kilka godzin, a potem zwierzę znów wraca do poprzedniego stanu. – Regularne wybudzenia są największym kosztem hibernacji. W ich trakcie zwierzę zużywa do 80 proc. całej wydatkowanej zimą energii! – opowiada prof. Taylor.
Skoro orzesznice, chomiki czy susły decydują się na coś tak rozrzutnego, to znaczy, że wybudzenia są niezbędne do przetrwania, najprawdopodobniej do usunięcia niekorzystnych zmian spowodowanych głęboką hibernacją. Ale jakich? – Moim zdaniem, najlepiej udokumentowana hipoteza upatruje w wybudzeniach konieczność naprawy niekorzystnych zmian w mózgu – mówi prof. Taylor. Komórki mózgowe, kurczące się ostro w trakcie hibernacji, odbudowują się całkowicie w ciągu 2–3 godz. zwykłego snu. Błyskawicznie odnawiają się też połączenia między nimi. W ten sposób organizm regeneruje pamięć. Stąd zaś wniosek, że ciągła niekontrolowana hibernacja może doprowadzić co najmniej do amnezji. Czy to jednak zniechęci badaczy do szukania możliwości zastosowania jej u człowieka? Raczej trudno w to uwierzyć.
Wojciech Mikołuszko
Popularyzator nauki