Opt luni fără hrană, apă și aproape fără puls. Veverița arctică a devenit subiect de studiu

Potrivit BBC, oamenii de știință studiază de peste 50 de ani felul în care aceste rozătoare intră în hibernare și supraviețuiesc unor condiții extreme. Scopul este dezvoltarea unor metode prin care metabolismul uman să poată fi încetinit în siguranță. O astfel de intervenție le-ar putea oferi medicilor mai mult timp pentru tratarea pacienților aflați în stare critică.

La sfârșitul verii, femela începe să mănânce cât mai mult, înainte ca tundra să înghețe. Caută ierburi, frunze și alte plante, apoi se retrage într-o vizuină aflată la aproximativ un metru adâncime. Acolo, corpul său intră treptat într-o stare aproape imposibilă pentru alte mamifere.

O temperatură corporală sub punctul de îngheț

Pe măsură ce solul ajunge la minus 20 de grade Celsius, temperatura corpului scade dramatic. Creierul ajunge la zero grade, abdomenul la minus două grade, iar membrele posterioare la minus 2,9 grade. Niciun alt mamifer nu a fost observat în viață la temperaturi corporale atât de scăzute. Respirația și bătăile inimii încetinesc până la doar câteva pe minut. Animalul poate părea mort, deși organismul continuă să funcționeze într-un ritm minim. Veverița rămâne în această stare aproximativ opt luni, fără hrană și apă, trezindu-se doar ocazional.

Veverițele arctice de pământ trăiesc în Canada, Alaska și Siberia. Alte mamifere din regiunile nordice hibernează, dar puține rezistă atât de mult. Niciuna nu supraviețuiește însă la temperaturi corporale atât de scăzute. Aceste particularități au atras interesul cercetătorilor care încearcă să înțeleagă mecanismele hibernării. Miza este una medicală, deoarece încetinirea metabolismului poate proteja organismul atunci când oxigenul ajunge greu la organe.

Mai mult timp pentru pacienții în stare critică

Medicii folosesc deja gheață sau anumite medicamente pentru a reduce temperatura unor pacienți cu infarct ori accident vascular cerebral. Răcirea poate proteja creierul și alte organe afectate de lipsa oxigenului. Metoda nu funcționează însă întotdeauna, deoarece organismul încearcă să își crească temperatura prin tremur. Cercetătorii cred că o încetinire controlată a metabolismului ar fi mai eficientă. Temperatura corpului ar scădea natural, fără ca organismul să lupte împotriva răcirii. Procesul ar putea oferi medicilor mai mult timp pentru intervenție.

„Dacă ai putea încetini cu adevărat, în siguranță, metabolismul pentru mult timp, ai putea câștiga timp în cazul unei boli critice”, explică Sarah Rice, cercetătoare în domeniul hibernării la Universitatea Alaska Fairbanks.

Această fereastră suplimentară ar putea fi esențială pentru pacienții aflați departe de spitale. Ar putea ajuta și militarii răniți pe câmpul de luptă, motiv pentru care cercetarea a primit finanțare din partea armatei americane. Încetinirea metabolismului ar putea prelungi și perioada în care organele destinate transplantului rămân viabile. De asemenea, ar putea proteja pacienții oncologici împotriva efectelor nocive ale radiațiilor.

Molecula care declanșează hibernarea

Cu peste un deceniu în urmă, cercetătorii au identificat un element important în declanșarea hibernării: adenozina. Aceasta este o moleculă naturală care se acumulează în creier pe parcursul zilei și contribuie la apariția somnolenței. Cofeina acționează tocmai prin blocarea receptorilor pentru adenozină. Într-un studiu din 2011, oamenii de știință au injectat în creierul veverițelor o substanță asemănătoare adenozinei. Molecula, numită 6N-ciclohexiladenozină sau CHA, a determinat animalele să intre într-o stare similară hibernării.

Metabolismul a încetinit, corpul a încetat să mai producă căldură, iar temperatura a scăzut progresiv. Efectul a apărut însă doar atunci când experimentul a fost realizat aproape de perioada naturală de hibernare. Rezultatele au devenit și mai interesante după testele pe șobolani. Aceștia nu hibernează în mod natural, dar au răspuns la aceeași substanță. Temperatura lor corporală a scăzut de la 38 la aproximativ 28 de grade Celsius.

Activitatea electrică a creierului și ritmul inimii au semănat cu cele observate la veverițele aflate în hibernare. Pentru cercetători, experimentul arată că starea poate fi indusă și în cazul unor animale care nu hibernează.

De la experimente pe animale la tratamente pentru oameni

Aplicarea metodei la oameni este însă dificilă. Injectarea medicamentelor direct în creier ar fi prea invazivă pentru situațiile de urgență. Administrarea adenozinei prin perfuzie poate provoca variații periculoase ale glicemiei sau chiar insuficiență cardiacă. În plus, corpul uman nu poate fi răcit la temperaturile suportate de veverițele arctice. Aceste animale au mecanisme speciale prin care țesuturile rămân funcționale chiar și sub punctul de îngheț. Cercetătorii caută acum soluții mai sigure. Una dintre direcții vizează un grup de neuroni din hipotalamus, regiunea creierului care controlează temperatura corpului.

În mod normal, acești neuroni mențin corpul cald. Ei declanșează tremuratul atunci când temperatura scade și lărgesc vasele de sânge când corpul trebuie să elimine căldură. Blocarea chimică a acestor celule poate inversa însă sistemul de reglare. Organismul începe să urmărească o temperatură mai mică, iar metabolismul, respirația și ritmul cardiac încetinesc.

„Dacă putem face asta, putem crea o stare foarte bine controlată, asemănătoare hibernării, la oameni, în scop terapeutic”, spune neurofiziologul Domenico Tupone.

Deocamdată, nu există dovezi că același circuit funcționează și în corpul uman. Totuși, cazurile rare de supraviețuire la hipotermie severă arată că oamenii pot tolera uneori temperaturi extrem de mici.

Mecanismele animalelor care hibernează, prezente și la oameni

În urmă cu peste zece ani, un bărbat din Pennsylvania a fost găsit inconștient în zăpadă. Temperatura corpului său coborâse la doar 18 grade Celsius. După ce medicii l-au încălzit treptat, au constatat că era în viață. Cazul sugerează că diferențele dintre animalele care hibernează și celelalte specii pot fi mai mici decât par. Mecanismele există poate și la oameni, dar sunt mai greu de activat.

„Poate că animalele care hibernează și cele care nu hibernează nu sunt atât de diferite în situații extreme”, spune Mark Roth, cercetător la Fred Hutchinson Cancer Center.

Oamenii de știință studiază și rezistența veverițelor la leziunile provocate de revenirea bruscă a sângelui într-un organ. Acest tip de afectare apare după infarct sau accident vascular cerebral și poate provoca inflamație și moarte celulară. Veverițele par protejate împotriva acestui fenomen. Explicația ar putea fi adaptarea lor la fluxul sanguin redus și la nivelul scăzut de oxigen din timpul hibernării.

O substanță din sânge ar putea proteja inima

Un studiu din 2020 a arătat că nivelul iodurii din sângele veverițelor crește de până la trei ori în timpul hibernării. Substanța pare să protejeze țesuturile atunci când circulația este întreruptă și apoi restabilită. Cercetătorii au testat efectul și pe șoareci. După blocarea temporară a circulației într-un membru, animalele tratate cu iodură au suferit mai puține leziuni decât cele care au primit o soluție salină. Descoperirea a dus la testarea unui medicament pe pacienți cu infarct sever. Într-un studiu clinic din 2022, medicii au administrat substanța înaintea unei angioplastii.

Pacienții tratați au prezentat mai puține semne de afectare și stres cardiac decât cei care au primit placebo. Cercetătorii au precizat însă că sunt necesare studii mai ample pentru confirmarea eficienței.

Hibernarea – utilă pentru mușchi, apetit și tratamente pentru obezitate

Hibernarea poate oferi răspunsuri și pentru alte probleme medicale. Sarah Rice studiază modul în care veverițele își păstrează masa musculară, deși rămân inactive luni întregi. Cunoștințele obținute ar putea ajuta pacienții imobilizați la pat pentru perioade lungi. Aceștia pierd rapid masă musculară și forță, chiar și în condiții de îngrijire medicală. Alți cercetători analizează trecerea de la apetitul foarte mare dinaintea hibernării la lipsa completă a foamei. Înțelegerea circuitelor implicate poate contribui la dezvoltarea unor medicamente împotriva obezității.

„Dacă ne gândim la medicamente care pot combate obezitatea, am putea viza aceleași circuite neuronale”, spune Cory Williams, ecolog fiziolog la Colorado State University.

Hibernarea ar putea ajuta și astronauții

Pe termen lung, cercetarea ar putea avea aplicații și în explorarea spațiului. NASA a finanțat o parte dintre studiile privind hibernarea veverițelor arctice. O stare de animație suspendată ar reduce cantitatea de hrană necesară în timpul zborurilor lungi. Ar diminua și cantitatea de deșeuri produsă la bordul navelor spațiale. Hibernarea ar putea limita pierderea musculară provocată de lipsa gravitației. De asemenea, poate oferi protecție împotriva radiațiilor periculoase din spațiu.

„Starea ar reduce și unele dintre dificultățile psihologice ale vieții într-o navă mică, alături de mulți oameni”, explică Kelly Drew.

Drumul până la hibernarea controlată a oamenilor rămâne lung. Totuși, veverița arctică de pământ oferă deja indicii importante despre protejarea organelor, încetinirea metabolismului și supraviețuirea în condiții extreme. Sub pământul înghețat al tundrei, animalul continuă să doarmă până la venirea primăverii. La suprafață, cercetătorii încearcă să transforme această adaptare într-un instrument pentru salvarea vieților.

O ofertă de nerefuzat

Îți mulțumim că ai citit materialul până la capăt! Avem o propunere win‑win: tu câștigi informații, noi câștigăm prieteni. Înscrie‑te pe canalul nostru de WhatsApp. Aici găsești reportaje și analize care explică ce se întâmplă cu lumea din jurul nostru. Și dacă vrei să fii la curent cu știrile și în social media, urmărește-ne pe Facebook. Enjoy!