Американские биологи обнаружили, что ультразвуковая стимуляция определенных участков мозга мышей и крыс отправляет их в спячку и приводит к резкому снижению в метаболической активности тела грызунов. Это открытие говорит о возможности создания новых методов замедления метаболизма людей, сообщила в четверг пресс-служба Университета Вашингтона в Сент-Луисе (WUSTL).

"Мы разработали автоматическую систему, которая способна погружать индивида в длительную гипотермию и замедлять обмен веществ при помощи импульсов ультразвука. При ее помощи нам удалось погрузить мышей и крыс в спячку и удерживать температуру тела первых грызунов на отметке в 32,95 градуса Цельсия на протяжении суток, а также впоследствии вывести их из спячки", - заявил доцент WUSTL Чэнь Хун, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Мыши, а также большинство других грызунов и насекомоядных млекопитающих, обитающих в умеренных широтах и приполярных регионах Земли, впадают в спячку во время зимы. При ее наступлении животные перестают двигаться, а температура их тела и скорость метаболизма резко снижаются, что позволяет им экономить энергию. Ученых давно интересует то, как животные погружаются в спячку и почему люди, крысы и некоторые другие млекопитающие этого не делают.

Чэнь Хун и его коллеги сделали большой шаг к совершению подобных открытий в ходе опытов на мышах и крысах, чей мозг исследователи облучали при помощи сфокусированных пучков ультразвуковых волн. Подобные акустические колебания можно использовать для активации определенных групп нейронов в мозге людей и животных, чем пользовались биологи для изучения ролей различных скоплений нервных клеток.

Ультразвуковое погружение в спячку

В ходе опытов исследователи обнаружили, что облучение нейронов в так называемой преоптической зоне гипоталамуса, глубинного отдела мозга, приводило к тому, что температура тела мышей быстро снизилась до отметки в 33 градуса Цельсия. Также сердце грызунов начало биться вдвое реже, а их клетки при этом начали преимущественно извлекать энергию из жиров, а не из сахаров.

Подобные изменения в работе тела мышей, как объясняют исследователи, обычно происходят в те моменты, когда представители этого вида грызунов впадают в спячку. Столкнувшись с подобным характером действия ультразвука на гипоталамус, ученые изучили то, на какие клетки воздействуют акустические волны.

Анализ показал, что ультразвук активировал те нейроны гипоталамуса, которые содержали в себе температурные рецепторы TRPM2 и были способны реагировать на молекулы нейрогормона ADCYAP1. Эти клетки уже связывались в прошлом с запуском спячки у мышей и других животных, способных впадать в подобное состояние, и блокировка работы этих нейронов приводит к тому, что грызуны перестают впадать в спячку.

Впоследствии ученые обнаружили, что ультразвук схожим образом воздействовал и на крыс, что потенциально говорит о возможности его применения для замедления метаболизма и погружения в спячку и организма человека. В частности, это позволит медикам создать системы гибернации для экспедиций на Марс и другим планетам, которые позволят снизить расходы питательных веществ и кислорода во время полета.

https://nauka.tass.ru/nauka/17845205