Niedawne badania nad zwyczajami hibernacji małych ssaków, zwłaszcza chomików, mogą mieć nieoczekiwane konsekwencje dla długotrwałych lotów kosmicznych, a nawet zapobiegania utracie mięśni u pacjentów na Ziemi. Chociaż ludzie nie mogą w sposób naturalny zapadać w sen zimowy, naukowcy odkrywają obecnie mechanizmy biologiczne, które pozwalają zwierzętom przetrwać długie okresy ekstremalnego zimna i braku aktywności bez znacznej degradacji mięśni.
Problem z hibernacją człowieka
W przypadku większości zwierząt, w tym ludzi, długie okresy bezczynności w niskich temperaturach prowadzą do atrofii mięśni, czyli rozpadu tkanki mięśniowej. Dzieje się tak, ponieważ komórki macierzyste mięśni odpowiedzialne za naprawę i konserwację ulegają zniszczeniu w trudnych warunkach. Jednakże hibernujące zwierzęta, takie jak chomiki, unikają tego losu, wchodząc w stan, w którym komórki macierzyste mięśni pozostają zdolne do życia, zasadniczo wstrzymując ich aktywność do czasu powrotu cieplejszych warunków.
Jak to robią zwierzęta: odwracalna pauza
Badanie opublikowane w The FASEB Journal pokazuje, że komórki macierzyste mięśni nie umierają podczas hibernacji; wchodzą w stan spoczynku. Pozwala to zwierzętom oszczędzać energię i utrzymywać tkankę mięśniową w okresie zimowym. Jak wyjaśnia biochemik Mitsunori Miyazaki z Uniwersytetu w Hiroszimie, komórki „aktywnie hamują naprawę mięśni w kontrolowany i odwracalny sposób”. Gdy temperatura wzrasta, regeneracja mięśni zostaje wznowiona bez problemów.
Konsekwencje dla ludzi
To odkrycie ma dalekosiężny potencjał. Naukowcy sugerują, że zrozumienie tego procesu może pomóc złagodzić utratę mięśni w kilku scenariuszach u ludzi:
- Starzenie się: Zapobieganie związanej z wiekiem utracie mięśni.
- Długotrwały odpoczynek w łóżku: Zmniejsza atrofię u pacjentów przykutych do łóżka przez długi czas.
- Hipotermia medyczna: Ochrona mięśni podczas schładzania terapeutycznego.
- Długoterminowe loty kosmiczne: W tym przypadku badania są najbardziej obiecujące; Astronauci doświadczają poważnej utraty mięśni przy zerowej grawitacji. Naśladowanie mechanizmu hibernacji mogłoby umożliwić dłuższe i zdrowsze misje kosmiczne.
Celem niekoniecznie jest zmuszenie ludzi do hibernacji, ale odtworzenie mechanizmów komórkowych, które pozwalają zwierzętom chronić tkankę mięśniową podczas długich okresów bezczynności i ekstremalnych warunków.
„Zrozumienie, w jaki sposób komórki macierzyste mięśni przeżywają ekstremalne zimno poprzez tymczasowe ograniczenie ich aktywności, może dostarczyć przydatnych pomysłów na zapobieganie utracie mięśni u ludzi… Może również dostarczyć wskazówek dotyczących ochrony mięśni podczas długotrwałych lotów kosmicznych”. — Mitsunori Miyazaki.
Następnym krokiem jest nauczenie się, jak wykorzystać te procesy biologiczne do zastosowań u ludzi. Może to zasadniczo zmienić sposób, w jaki podchodzimy do długoterminowych podróży kosmicznych i zachowania masy mięśniowej.
