Бурозубки зменшили мозок узимку й відновили його навесні

Генетики дослідили мозок звичайних бурозубок і з’ясували, які гени дозволяють їм узимку зменшувати розмір мозку, а навесні — відновлювати його перед сезоном розмноження. Вони побачили, що активність цих генів істотно змінювалася в гіпоталамусі — ділянці мозку, яка керує обміном речовин і терморегуляцією. Цікаво, що схожі гени в людини залучені до розвитку ожиріння та хвороби Альцгеймера, тож бурозубки можуть стати зручними моделями для розуміння нейродегенеративних захворювань. Дослідження опублікували в журналі eLife.

Мідиця або бурозубка звичайна, на якій проводили дослідження. Hanna Knutsson / Flickr

Чим особливе зимування бурозубок?

На відміну від більшості тварин, що зменшують енерговитрати завдяки сплячці, бурозубки, які живуть усього близько року, воліють просто зменшити потребу в ресурсах. Узимку вони втрачають до 18 відсотків загальної маси тіла, а їхній мозок може зменшуватися майже на чверть. Навесні ж тварини відновлюють утрачені тканини. Як з’ясували науковці в попередніх роботах, ключем до цього є зміни в обміні речовин печінки і різних ділянок мозку, що дозволяє бурозубкам пережити період нестачі їжі.

У новому дослідженні вчені вивчали гени гіпоталамуса бурозубок, а також порівнювали їх зі схожими генами в інших землерийок, гризунів і навіть приматів. З’ясувалося, що близько сотні генів бурозубок вмикаються на початку зими, запускаючи апоптоз — «програму» відмирання нервових клітин, завдяки чому мозок зменшується. Натомість навесні активувалися гени, які збільшували проникність гематоенцефалічного бар’єра і прискорювали регенерацію пошкоджених тканин.

Те, що бурозубки можуть «стискати» мозок і безпечно повертати його до майже початкового стану, особливо зацікавило нейробіологів. Адже чимало нейродегенеративних хвороб, зокрема деменція, пов’язані з відмиранням нервових клітин. Якщо вдасться розкрити детальні механізми «регульованої атрофії» у бурозубок, це може відкрити нові шляхи для розроблення лікування захворювань, де загибель нейронів призводить до критичного погіршення здоров’я.

Як тварини впадають у сплячку

Ховрахи впадають у сплячку, під час якої у них є фаза активності, але навіть під час неї вони не п’ють воду та можуть обходитися без неї до восьми місяців, адже мають спеціальні нейрони для блокування відчуття спраги.

Випадкова недбалість, під час якої піддослідних джмелів випадково залили водою, коли залишали у сплячці в холодильнику, показала, що королеви цих комах здатні витримувати затоплення протягом тижня.

А на жабах дослідники показали можливість введення тварин у сплячку за допомогою препарата, який використовують для терапії хвороби Альцгеймера. Це може допомогти знизити активність організму людей під час доставлення до лікарні пацієнтів у критичному стані.