Mažiau jautrios temperatūros reguliavimas - tai žiemos miego tipo raketų raktas

Anonim

Kai kurie gyvūnai gali patekti į "žiemos miego" būklę, vadinamą paros metu, todėl sumažinama energijos dalis, reikalinga išgyventi, kai maistas yra nepasiekiamas. "RIKEN" vystymosi biologijos centro mokslininkai, naudodami eksperimentinių duomenų ir matematinio modeliavimo derinį, nustatė, kad didžiausias veiksnys, kuris prisideda prie kasdienės temperatūros, sumažina termoreguliacinės sistemos jautrumą. Išleidžiamas mokslinėse ataskaitose, tyrimas rodo, kad per parą kūno kompensacinis atsakas į sumažintą temperatūrą yra daug mažesnis nei įprastų aktyvių laikotarpių metu.

Priklausomai nuo aplinkos sąlygų ir maisto prieinamumo, daugelis gyvūnų gali sulėtinti medžiagų apykaitą, taupydami energiją. Kai kuriems gyvūnams šis hipometabolizmas būna sezoninio užmigdymo, kuris gali trukti nuo savaičių iki mėnesių. Galbūt mažiau žinomi, kiti gyvūnai gali patekti į valstybę, vadinamą kasdieniu šoku, kuriuose metabolizmas smarkiai sumažėja nuo kelių minučių iki kelių valandų.

"Nors žiemos sezonas yra susijęs su žiemos sezono ir šalta temperatūra", pažymi pirmasis autorius Genshiro Sunagawa, "mes nustebinti atrasti, kad dienos temperatūros atvejus galima sukelti esant aukštai temperatūrai iki 24 ° C (75 ° F), su sąlyga, kad pelės 24 valandas negavau maisto. "

Daugelis mokslininkų mano, kad žiemos miego ir kasdienio sūkurio mechanizmai tam tikru mastu iš dalies sutampa, bet ypač kasdien, ypač nepakankamai suprantama, nes matavimo laikas paprastai yra labai mažas.

"Sunagawa" ir komandos lyderis Masayo Takahashi sukūrė sistemą, kuri automatiškai gali užfiksuoti pelių metabolinę aktyvumą ir kūno temperatūrą ir nustatyti dienos pertraukos laikus. Šis metodas naudoja vertes, kurias suteikia pelės pačios matavimai per vieną dieną, kad modeliuotų tikėtinus deguonies suvartojimo lygius ir kūno temperatūrą, kai pelė yra visiškai aktyvi. Vėliau mokslininkai galėdavo aptikti kasdienį sūkuriavimą per ateinančias dienas, kai faktiniai matavimai buvo mažesni už šias numatomas vertes. Ši nauja individualizuota sistema pranoko kitus metodus ir įveikia sunkumus, kylančius dėl skirtingų individų ir rūšių.

Mokslininkai sutaria, kad tris veiksnius įtakoja kūno temperatūros reguliavimą žiemos miego metu. Pirmasis yra lengvumas, kuriuo organizmas praranda šilumą, antrasis yra etaloninė temperatūra, o trečia - temperatūros reguliavimo jautrumas. Panašiai, kaip termostatas kontroliuoja jūsų namų oro kondicionavimą, kai kūno temperatūra pasidaro per maža, neigiamas atsiliepimas rodo, kad kūnas padidina temperatūrą. Tačiau, jei sumažėja sistemos jautrumas, panašus temperatūros pokytis neaktyvins reakcijos, o temperatūra ir toliau mažės.

Buvo nustatyta, kad pamatinė temperatūra ir termoreguliacinis jautrumas labai sumažėjo žiemos miego metu. Priešingai, Sunagawa panaudojo dar vieną matematinį modelį, kuris parodė, kad pagrindinis veiksnys, turintis įtakos kasdieniniam šokui, sumažina šilumos gamybos sistemos jautrumą.

Nors standartinė temperatūra buvo maždaug 10% mažesnė, kai temperatūra sumažėjo, sistemos jautrumas sumažėjo apie 92%. Autoriai teigia, kad skirtumas tarp kasdienio sūkurio ir žiemos miego yra greičiausiai dėl to, kad gyvūnai turi įeiti ir išeiti iš skirtingų valstybių. Kadangi per valandą pelės įeina ir išeina iš kasdienės temperatūros, etaloninė temperatūra negali nukristi tiek, kiek ji vyksta žiemoti.

Pasak "Sunagawa", "šios išvados padės paskatinti mokslinius tyrimus hipometabolizmo metu, nes tai rodo, kad karštuose gyvūnuose šilumos gamyboje reglamentuojami panašūs mechanizmai su" hibernatoriais ". Tai pateisins pelių tyrimą kaip pavyzdinę gyvūną aktyviam hipometabolizmui."

Kai gyvuliai patenka į torporą, jie žymiai sumažina deguonies suvartojimą. Supratimas, kaip šis procesas veikia, galėtų turėti įtakos žmogaus medicinai. Kaip teigia Sunagawa, "ilgainiui šis mažas tyrimas bus didžiausias pirmasis žingsnis naujos kartos hipometabolizmo medicinoje. Paprasto anestezijos supaprastinimas ir pernelyg didelės žalos išvengimas po insulto yra lengva įsivaizduoti dirbtinio hipometabolizmo panaudojimas., kai regeneracinė medicina tampa realybe, ji padės saugiai ir efektyviai laikyti audinius prieš transplantaciją. "

menu
menu