Sciencemag.cz
Doporučujeme
Medvědi se, jak známo, na zimu v přírodě pokud možno ukládají ke spánku, stejně činí i zemní veverky a jiní hlodavci (poznámka: takový kazachstánský sysel to v extrémně kontinentálním klimatu doplní ještě o letní spánek, takže prý prospí asi 8 měsíců v roce). Během spánku spotřebovávají v těle uložené tukové zásoby. Co je zajímavé, přitom prakticky nepřijdou o svalovou hmotu – což by jinak nastalo nejen kvůli samotnému hladovění, ale i vzhledem k absenci pohybu.
Matthew D. Regan z University of Montreal nyní na základě své studie potvrdil, že svalovinu si zimující savci šetří tím, že dusík jinak vylučovaný v podobě močoviny opět vstřebávají, respektive s pomocí svých střevních mikroorganismů recyklují zase do aminokyselin a proteinů.
M. Regan ve své studii vstřikoval jednomu druhu zemních veverek (Ictidomys tridecemlineatus, sysel páskovaný) dvojitě značenou močovinu obsahující izotopy 13C a 15N a pak dále sledoval metabolismus uhlíku a dusíku. Ukázalo se, že speciální izotop dusíku z močoviny putoval z krve do střev, zde močovinu rozložili mikrobi, sloučeniny s izotopem 15N vstoupily opět do krevního oběhu a nakonec se tento dusík objevil v tkáňových bílkovinách. V případě narušení mikrobiomu proces neproběhl, tj. syslové bez mikrobů sami dusík šetřit nedokážou. S postupující hibernací se tento proces navíc stával intenzivnější, a to jakkoliv metabolismus celkově pochopitelně zpomalil.
Dále se ukázalo, že mikroorganismy ve střevech si z dusíku vytvářejí i své vlastní proteiny – jinak by během hibernace také musely hladovět. To, že zvířata o svalovinu nepřijdou, znamená, že se probouzejí v dobré fyzické kondici; ostatně je hned poté čeká období zvýšené aktivity, na jaře se mj. také páří.
Co to má společného s astronauty zmíněnými v titulku? Možná budou při dálkových letech jednou také hibernovat, to je ovšem sci-fi. Aktuálně jde o to, že v prostředí stavu beztíže či mikrogravitace astronauti rychle ztrácejí svalovou hmotu. Mohou to dohánět intenzivním fyzickým cvičením, což ale ve stísněném prostředí není zrovna pohodlné; navíc na cvičení nemusí být ani čas.
Další věc je, že mnozí lidé trpí úbytkem svalové hmoty v důsledku podvýživy, respektive nevhodného složení stravy. Tento problém se objevuje také prostě s věkem. V 80 mívá člověk o 30 až 50 % méně svalové hmoty než ve 40.
Už v 90. letech byla provedena studie, která měla naznačit, že v malé míře dochází k recyklaci močoviny i u člověka. Příslušné mikroorganismy tedy zřejmě máme také. Úpravou střevního mikrobiomu by proto metabolismus dusíku mohl jít u člověka vyladit podobně jako u zvířat upadajících do zimního spánku. Samozřejmě bude dlouho trvat, než se takový postup případně podaří nasadit do praxe, je třeba zkoumat jeho bezpečnost, možné vedlejší účinky atd.
Matthew D. Regan et al, Urea nitrogen recycling via gut symbionts increases in hibernating ground squirrels over the winter, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abh2950. www.science.org/doi/10.1126/science.abh2950
Zdroj: University of Montreal / Phys.org a další
