چرا عضلات خرس‌ها پس از خواب زمستانی تحلیل نمی‌رود؟

یکی از موضوعات جالب راجع به خرس‌های گریزلی یا خاکستری این است چطور با وجود اینکه حدود ۴ ماه به خواب زمستانی می‌روند، ماهیچه‌هایشان تحلیل نمی‌رود. پاسخ ممکن است در ژنتیک این موجودات باشد.

کد خبر: ۱۲۴۴۹۲۴

تاریخ: ۱۱ دی ۱۳۹۸ - ۱۴:۵۲

به گزارش خبرگزاری دانا و به نقل از نیو اطلس، توانایی خرس‌های گریزلی برای خوابیدن به مدت چهار ماه آن هم بدون عوارض ممکن است کلید اصلی در جلوگیری از ابتلای فضانوردان و بیماران پزشکی به تحلیل ماهیچه‌ها یا عضلات(آتروفی) باشد.
کاهیدگی یا آتروفی به معنی تحلیل‌رفتگی پوست یا بافت یا عضوی است که رشد به هنجار داشته است. در کاهیدگی تعداد یاخته‌ها تغییری نمی‌کند، بلکه اندازه و محتویات آنها کاهش می‌یابد. البته به صورت غیردقیق به مواردی که بافت‌ها کاهش حجم همراه با کاهش تعداد یاخته‌ها دارند، نیز گاهی آتروفی می‌گویند.

یک گروه بین المللی به سرپرستی "مایکل گاتارت" از مرکز پزشکی مولکولی "MDC" در برلین به دنبال سرنخ‌های ژنتیکی برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد اسرار خرس‌های گریزلی افتادند.

اگر یک انسان سعی کند از یک خرس گریزلی تقلید کند، اگر به کام مرگ نرود، برای سلامتی وی ویرانگر خواهد بود.

هنگامی که یک خرس بعد از پرخوری به منظور ایجاد و ذخیره چربی در بدن خود، خواب زمستانی را شروع می‌کند، می‌تواند ماه‌ها به خواب برود و و در فصل بهار بدون عوارض و در حالی که بسیار لاغرتر شده است، بیدار شود. این در حالی است که بدن خرس گریزلی در این مدت بخاطر زنده ماندن فقط چربی‌ها را سوزانده و بدن خرس دچار هیچ عارضه‌ای نشده است. اما یک انسان در شرایط مشابه دچار مشکلات گردش خون و روانشناختی و همچنین تحلیل استخوان و ماهیچه‌ها خواهد شد.

یکی از دلایلی که خرس گریزلی به این خوبی عمل می‌کند این است که متابولیسم بدن آن خیلی خوب تغییر می‌کند. ضربان قلب افت می‌کند و حیوان در برابر انسولین مقاوم می‌شود و دفع مواد زائد بدن را متوقف می‌کند و اسیدهای آمینه را دوباره از ادرار جذب می‌کند و سطح نیتروژن خون بالا می‌رود.

اما نحوه‌ای که خرس، ماهیچه‌های خود را پس از یک خواب طولانی ۴ ماهه همچنان تقریباً بدون تغییر باقی نگه می‌دارد، از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است.

"گاتارت" و گروهش برای درک مکانیسم حفظ ماهیچه به دنبال کشف ژن‌های موجود در سلول‌های عضلانی خرس افتادند که به پروتئین رونوشت و تبدیل می‌شوند. این کار سختی است، زیرا تمام پروتئین‌های خرس گریزلی به نام "پروتئوم" و ژنوم کامل آن شناخته نشده است.

محققان برای این مطالعه از خرس‌های گریزلی در حین خواب زمستانی و فاصله بین دو خواب زمستانی نمونه‌هایی گرفتند. سپس آنها را با مشاهدات از بیماران سالخورده یا بیمارانی که باقی عمر خود را مجبور به خوابیدن روی تخت هستند و موش‌ها و کرم‌های نماتد مقایسه کردند.

مقایسه با نماتدها خیلی مفید بود، زیرا ژن‌های آنها را تقریبا به راحتی می‌توان خاموش کرد تا تأثیر بر رشد ماهیچه‌ها را نشان دهد.

کرم‌های لوله‌ای، نخ‌سان‌تباران، یا نماتد(Nematode) از مهم‌ترین جانوران می‌باشند. نخ‌سان‌تباران یکی از بزرگ‌ترین شاخه‌های جانوران است که گونه‌های آن کرم‌هایی لوله‌شکل و انعطاف‌پذیر و فاقد بند و مژه یا تاژک است و پوستک غیرزنده دارند. کرم‌های لوله‌ای یکی از متنوع‌ترین شاخه‌های زیست شناسی هستند. تشخیص و تمایز گونه‌های کرم لوله‌ای مشکل است، چرا که تاکنون بیش از ۲۸ هزار گونه شرح داده شده است که از این تعداد ۱۶ هزار گونه آن انگل هستند.

"گاتارت" می‌گوید: با ترکیب تکنیک‌های برش توالی ژن با طیف سنجی جرمی می‌خواستیم تعیین کنیم که کدام ژن‌ها و پروتئین‌ها چه در زمان خواب زمستانی و چه بین دو خواب زمستانی به طرزی جدید تنظیم شده یا خاموش می‌شوند.

یک مورد که محققان دریافتند این بود که اسیدهای آمینه غیر ضروری(NEAAs) که آمینو اسیدهایی هستند که به جای مواد غذایی توسط بدن تولید می‌شوند، با تغییر متابولیسم خرس نقش مهمی در جلوگیری از آتروفی ماهیچه‌ها دارند.

"گاتارت" گفت: در آزمایشاتی روی سلول‌های عضلانی جدا شده از انسان و موش‌هایی که آتروفی عضلانی دارند، دریافتیم که رشد سلول‌ها می‌توانند توسط NEAA تحریک شود. با این وجود مشخص شد که مصرف اسیدهای آمینه به صورت قرص یا پودر برای جلوگیری از آتروفی ماهیچه در افراد مسن یا افراد گرفتار تخت کافی نیست. بدیهی است که تولید این اسیدهای آمینه برای ماهیچه بسیار مهم است، اما ممکن است اسیدهای آمینه به مکان‌هایی که مورد نیاز است، نرسند.

این گروه در حال حاضر مشغول مطالعه روی مجموعه‌ای از ژن‌ها در موش‌ها است که ریتم‌های شبانه روزی را برای توسعه یک روش درمانی مؤثر کنترل می‌کنند.

"گاتارت" می‌گوید: اکنون ما اثرات غیرفعال کردن این ژن‌ها را بررسی خواهیم کرد.

خرس خاکستری یا خرس گریزلی(grizzly bear) گونه‌ای از خرس قهوه‌ای می‌باشد که عموماً در ارتفاعات مناطق غربی آمریکای شمالی زندگی می‌کند. گمان می‌رود که خرس خاکستری از نژاد خرس‌های گریزلی سیاه مشتق شده باشد که در حدود صد هزار سال پیش، از مناطق شرقی روسیه وارد آلاسکا و ۱۳ هزار سال پیش با عبور از آلاسکا وارد مناطق جنوبی شده‌ است. خرس‌های گریزلی ماده بالغ وزنی بین ۳۵۰ تا ۴۵۰ و خرس‌های نر وزنی بین ۴۵۰ تا ۶۰۰ کیلوگرم دارند. طول متوسط این‌گونه ۲۳۰ سانتیمتر، قامت متوسط آنها در حالت چهار دست و پا ۲۰۰ سانتیمتر بوده و در حالت ایستاده به حدود ۲۸۰ سانتی متر می‌رسد.

این تحقیق در مجله Scientific Reports منتشر شده است.