Как спящие белки помогут космическим путешественникам
Земляная белка, свернувшись калачиком для зимней спячки, может замедлить свой метаболизм всего до 1 процента от состояния бодрствования.
Когда медведи и земляные белки впадают в зимнюю спячку, они перестают есть, расходуя до весны накопленные жировые запасы. Обычно такого рода длительное голодание и неподвижность значительно снижают массу и функцию мышц. Но спящие зимой животные почему-то не страдают этим, рассказывает Phys.org.
В исследовании, опубликованном в Science, биолог из Университета Монреаля изучил эту особенность зверей. Ученые надеются, что его выводы помогут в будущих космических путешествиях. Изучая разновидность земной белки, которая распространена в Северной Америке, Мэтью Риган подтвердил теорию, известную как «утилизация азота мочевины».
Животные, впадающие в спячку обладают кишечными микробами, которые перерабатывают азот, присутствующий в мочевине, и используют его для создания новых тканевых белков.
Как это открытие может быть полезно в космосе? Риган считает, что астронавтам можно помочь уменьшить потерю мышечных тканей, вызванных подавлением синтеза белка из-за гравитации. Нужно лишь найти способ увеличить процессы синтеза мышечного белка астронавтов с помощью утилизации азота мочевины.
В своем исследовании Риган разработал серию методов и экспериментов для изучения основных этапов процесса утилизации мочевины. Он проводил свои эксперименты с микробиомами кишечника животных три раза в году: летом, когда они были активными; ранней зимой, когда они месяц находились в спячке; и поздней зимой, когда они спали уже 4 месяца.
Риган и его команда также сделали еще два важных вывода. Во-первых, концентрация азота мочевины в тканевом белке грызунов была самой высокой в конце зимы. Во-вторых, сами микробы использовали азот мочевины для создания своих собственных новых белков.
Помимо перспектив для космических путешествий и здоровья астронавтов, открытие Ригана имеет важное значение для миллионов голодающих слаборазвитых стран и пожилых людей. Огромное количество людей во всем мире теряют мышечную массу в результате различных условий - недоедание, например, затрагивает более 805 миллионов человек во всем мире. А заболевание саркопения, вызванное анаболической нечувствительностью, приводит к снижению массы скелетных мышц человека на 30-50% в возрасте от 40 до 80 лет.
Одним из решений может быть разработка пре- или пробиотической таблетки, которую люди могли бы принимать для стимуляции микробиома кишечника.
Ригана обнадеживает, что человеческий организм способен перерабатывать небольшое количество азота мочевины с помощью этого же процесса. Это говорит о наличии необходимой техники, которую просто нужно оптимизировать.
Ранее Первый Севастопольский писал о новом исследовании - употребление витамина D и Омега-3 снижает риск аутоиммунных заболеваний, выяснили ученые.
