У кишечнику ховрахів живуть бактерії, які переробляють сечовину, одержуючи азот, необхідний тваринам для синтезу білків. Цей механізм, що дозволяє ховрахам не втрачати маси під час сплячки, ймовірно, допоможе вирішити аналогічну проблему зниження м’язової маси у космонавтів під час тривалих польотів.
Багато тварин, які впадають у зимову сплячку, такі як ховрахи та ведмеді, змушені місяцями існувати завдяки одним жировим запасам організму. Зазвичай тривале голодування значно знижує масу тіла та функцію м’язів, але не у цих тварин. Вчені довго намагалися зрозуміти, у чому криється секрет їхнього успіху.
Ще в 1980 році була запропонована ідея про «одержання азоту з сечовини», яка передбачає, що ховрахи використовують кишкові бактерії для перероблення сечовини. Це кінцевий продукт білкового обміну, який у ссавців виводиться разом із сечею. Сечовина містить азот, і вчені вважали, що ховрахи можуть використовувати його повторно для синтезу білків під час сплячки. Тепер дослідники з Університету Монреаля підтвердили цю гіпотезу і надали докази в журналі Science.
Відкриття має велике значення для підтримки здоров’я космонавтів, оскільки гравітація пригнічує синтез білка, і люди під час космічного польоту, як ховрахи під час сплячки, стикаються із втратою м’язової маси. Посилення синтезу білка з використанням азоту сечовини могло значно поліпшити стан космонавтів.
Під час експериментів вчені вводили в кров піддослідних ховрахів Ictidomys tridecemlineatus сечовину, позначену ізотопами. Вони замінили звичайний живих організмів ізотоп вуглець-12 на вуглець-13, а азот-14 — на азот-15. Це дозволило простежити долю таких атомів в організмі ховрахів на всіх етапах перероблення сечовини.
- Вчені спростували гіпотезу про те, що через хорошу гігієну розвивається алергія
- Вчені встановили, що діти в Стародавньому Єгипті часто страждали анемією
- Собаки залежать від «думки» свого господаря
Виявилося, з крові сечовина потрапляє в кишечник, де розщеплюється бактеріями, що живуть там. Виділений із неї азот вбудовується в метаболіти та потім утворюється вже у складі тканинних білків. Цей процес не спостерігався у ховрахів із виснаженим кишковим мікробіомом, що ще раз підтверджує роль бактерій.
Найактивніше включення азоту з сечовини в білки відбувалося наприкінці зими. Як правило, більшість фізіологічних реакцій, навпаки, уповільнюються до виходу зі сплячки. Однак підтримка цього процесу дозволяє ховрахам прокидатися у добрій фізичній формі, що вкрай важливо, тому що сезон розмноження у них починається відразу після сплячки.
Відкриття є актуальним не тільки для космічних польотів. Понад 805 мільйонів людей по всьому світу страждають від недоїдання та виснаження м’язів. Зниження м’язової маси на 30-50% спостерігається і у людей похилого віку. Тому результати роботи допоможуть у розробці нових способів покращення здоров’я людей, які з тих чи інших причин зіштовхнулися зі зниженням м’язової маси. Один із варіантів — створення таблеток, які містять необхідні для перероблення сечовини бактерії.