Спячку часто называют «зимним сном», но на самом деле все гораздо сложнее. Сон является физиологической необходимостью – это «время простоя» нам нужно, чтобы восстановить наши клетки, пополнить энергию и разобраться в своих воспоминаниях.
Спячка — это полная физиологическая перестройка, которая включает значительное снижение частоты сердечных сокращений, температуры тела, иммунной функции и кровообращения. Она также приводит к химическим изменениям в организме. Это происходит, в основном, в ответ на длительные периоды суровых погодных условий (обычно холода), во время которых многие продукты питания недоступны или затраты на поддержание температуры тела слишком высоки, и это по своей сути опасное мероприятие.
Термин «спячка», вероятно, происходит от латинского hibernare , что означает «перезимовать». Вопреки распространенному заблуждению, спячка — это больше, чем просто сон на зиму, и хотя сон - физиологическая необходимость, спячка — это адаптация к климатическим условиям — она ни в коем случае не необходима и на самом деле является опасным занятием.
Ученые до сих пор не пришли к единому мнению относительно того, что именно влечет за собой спячка, но для «настоящих гибернаторов» обычно характерно существенное падение температуры тела, в некоторых случаях близкое к замерзанию. Например, у ежа температура тела снижается примерно до 10°C (50°F), в то время как у некоторых видов летучих мышей температура тела во время спячки достигает 2°C (37°F), а у сонь ее температура снижается примерно до 4°C (39°F).
Когда животное впадает в спячку, его частота сердечных сокращений также значительно падает, и это, наряду со снижением температуры тела, контролируется областью мозга, называемой гипоталамусом. Пробуждение гибернации контролируется передающимся через кровь веществом (триггер спячки), которое срабатывает при уменьшении продолжительности дня и температуры.
Во время спячки животное использует запасы белой жировой ткани (нормальной жировой ткани) для получения энергии. Когда находящемуся в спячке организму необходимо «проснуться», ему необходимо выработать значительное количество тепла, чтобы поднять температуру тела до нормальной. Это тепло получается из жировой ткани, расположенной вокруг сердца, спины, плеч и печени животных, находящихся в спячке.
В нормальных метаболических условиях сахар, такой как глюкоза, расщепляется и превращаются в соединение, называемое аденозинтрифосфатом (АТФ), которое является энергетической валютой клеток организма. Этот процесс происходит в маленьких органеллах, называемых митохондриями, которые можно рассматривать как «энергетические станции» клетки.
Интригующее пятилетнее исследование, проведенное командой Университета штата Северная Каролина (США), выявило два гена, которые, по-видимому, контролируют спячку у млекопитающих. Один ген останавливает углеводный обмен, поэтому глюкоза сохраняется для использования мозгом и нервной системой, а другой контролирует выработку фермента, который расщепляет накопленные жирные кислоты и превращает их в полезный источник топлива.
Многие существа снижают свою активность в зимние месяцы, часто спят подолгу. Однако у них не происходит никаких физиологических изменений (например, значительного падения температуры тела, изменения частоты сердечных сокращений, апноэ, изменений скорости обмена веществ, и прочего), связанных с спячкой.
Читайте также: