Το θηλαστικό που μπορεί να αντέξει στις πιο χαμηλές θερμοκρασίες- Μία γνώση πολύτιμη στην Ιατρική

Ο αρκτικός σκίουρος του εδάφους αποτελεί το μοναδικό θηλαστικό που μπορεί να επιβιώσει με τόσο χαμηλή θερμοκρασία σώματος κατά τη διάρκεια της χειμερίας νάρκης. Η μοναδική αυτή ικανότητα έχει προσελκύσει το ενδιαφέρον των επιστημόνων, οι οποίοι μελετούν τους βιολογικούς μηχανισμούς της νάρκης με στόχο την ανάπτυξη νέων θεραπειών για καρδιακές προσβολές, εγκεφαλικά επεισόδια, τραυματικές εγκεφαλικές βλάβες και άλλες σοβαρές παθήσεις.

Καθώς πλησιάζει το τέλος του καλοκαιριού, τα θηλυκά συγκεντρώνουν όσο το δυνατόν περισσότερη τροφή, ώστε να αποθηκεύσουν λίπος. Στη συνέχεια αποσύρονται στις υπόγειες φωλιές τους, όπου παραμένουν για περίπου οκτώ μήνες χωρίς τροφή ή νερό. Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, η αναπνοή και οι καρδιακοί παλμοί μειώνονται δραστικά, ενώ η θερμοκρασία του σώματος πέφτει κάτω από το μηδέν, χωρίς να προκαλείται βλάβη στους ιστούς ή στα όργανα. Όταν οι εξωτερικές θερμοκρασίες αυξάνονται την άνοιξη, τα ζώα επανέρχονται σταδιακά στη φυσιολογική τους κατάσταση.

Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η κατανόηση των μηχανισμών που επιτρέπουν αυτήν την εξαιρετική επιβίωση μπορεί να οδηγήσει σε σημαντικές ιατρικές εφαρμογές. Η ελεγχόμενη επιβράδυνση του ανθρώπινου μεταβολισμού θα μπορούσε να δώσει στους γιατρούς περισσότερο χρόνο για την αντιμετώπιση επειγόντων περιστατικών, όπως εμφράγματα και εγκεφαλικά επεισόδια, προστατεύοντας τα ζωτικά όργανα από τις συνέπειες της έλλειψης οξυγόνου.

Εδώ και περισσότερα από πενήντα χρόνια, ερευνητές στο Πανεπιστήμιο της Αλάσκας μελετούν τον αρκτικό σκίουρο. Έχουν διαπιστώσει ότι η έναρξη της χειμερίας νάρκης ρυθμίζεται από έναν εσωτερικό βιολογικό μηχανισμό σε συνδυασμό με τη διάρκεια της ημέρας. Στο εργαστήριο, τα ζώα τοποθετούνται σε συνθήκες που προσομοιάζουν το φυσικό τους περιβάλλον, επιτρέποντας στους επιστήμονες να παρακολουθούν τις φυσιολογικές τους αλλαγές.

Μία από τις σημαντικότερες ανακαλύψεις αφορά την αδενοσίνη, μια φυσική ουσία που συσσωρεύεται και στον ανθρώπινο εγκέφαλο προκαλώντας υπνηλία. Πειράματα έδειξαν ότι ουσίες παρόμοιες με την αδενοσίνη μπορούν να προκαλέσουν κατάσταση παρόμοια με τη χειμερία νάρκη, επιβραδύνοντας τον μεταβολισμό και μειώνοντας τη θερμοκρασία του σώματος. Παρόμοια αποτελέσματα παρατηρήθηκαν ακόμη και σε αρουραίους, οι οποίοι φυσιολογικά δεν πέφτουν σε χειμερία νάρκη. Ωστόσο, η εφαρμογή αυτής της μεθόδου στον άνθρωπο παραμένει δύσκολη, καθώς οι διαθέσιμες ουσίες ενδέχεται να προκαλέσουν σοβαρές παρενέργειες.

Παράλληλα, άλλες έρευνες εξετάζουν διαφορετικούς μηχανισμούς που ελέγχουν τη θερμοκρασία του σώματος μέσω συγκεκριμένων νευρικών κυττάρων στον υποθάλαμο. Η αναστολή της δράσης αυτών των κυττάρων σε πειραματόζωα προκάλεσε σημαντική επιβράδυνση του μεταβολισμού και πτώση της θερμοκρασίας, δημιουργώντας μια κατάσταση που μοιάζει με χειμερία νάρκη. Αν και δεν έχει αποδειχθεί ότι υπάρχει αντίστοιχος μηχανισμός στον άνθρωπο, τα αποτελέσματα θεωρούνται ιδιαίτερα ενθαρρυντικά.

Ένας ακόμη σημαντικός τομέας έρευνας αφορά την ανθεκτικότητα των αρκτικών σκίουρων στις βλάβες που προκαλούνται όταν αποκαθίσταται η αιμάτωση ενός οργάνου μετά από παρατεταμένη έλλειψη οξυγόνου, όπως συμβαίνει μετά από έμφραγμα ή εγκεφαλικό επεισόδιο. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι κατά τη διάρκεια της χειμερίας νάρκης αυξάνονται σημαντικά τα επίπεδα ιωδίου στο αίμα τους. Πειράματα σε ποντίκια έδειξαν ότι το ιώδιο μπορεί να περιορίσει τις βλάβες στους ιστούς, ενώ πρώιμες κλινικές δοκιμές σε ανθρώπους παρουσίασαν ενθαρρυντικά αποτελέσματα, αν και απαιτείται περαιτέρω έρευνα.

Επιπλέον, οι επιστήμονες μελετούν πώς οι σκίουροι διατηρούν τη μυϊκή τους μάζα παρά την πολύμηνη ακινησία και πώς καταστέλλεται πλήρως η όρεξή τους κατά τη διάρκεια της νάρκης. Η κατανόηση αυτών των μηχανισμών θα μπορούσε να συμβάλει στην ανάπτυξη θεραπειών για την πρόληψη της μυϊκής ατροφίας σε ασθενείς που παραμένουν για μεγάλο χρονικό διάστημα στο κρεβάτι, καθώς και νέων φαρμάκων για την αντιμετώπιση της παχυσαρκίας.

Απολαμβάνετε το περιεχόμενο μας? Εγγραφείτε στο newsletter μας!

Τέλος, οι ερευνητές εκτιμούν ότι στο μέλλον η γνώση που αποκτάται από τη μελέτη του αρκτικού σκίουρου θα μπορούσε να αξιοποιηθεί ακόμη και στις διαστημικές αποστολές μεγάλης διάρκειας. Η πρόκληση μιας ασφαλούς κατάστασης αναστολής του μεταβολισμού στους αστροναύτες θα μείωνε τις ανάγκες σε τροφή και οξυγόνο, θα περιόριζε τη μυϊκή απώλεια και θα προσέφερε καλύτερη προστασία από την κοσμική ακτινοβολία. Έτσι, ένα μικρό θηλαστικό της Αρκτικής ίσως αποτελέσει το κλειδί για σημαντικές εξελίξεις τόσο στην ιατρική όσο και στην εξερεύνηση του διαστήματος.