Prawda

Czwartek, 9 lutego 2023 - 10:06

« Poprzedni Następny »


Niezwykła fizjologia hibernujących niedźwiedzi


Jerry A. Coyne 2022-10-22


Jak zapewne wszyscy wiedzą, niedźwiedzie bardzo tyją jesienią, bo czeka je pięciomiesięczna hibernacja i muszą zaopatrzyć się w żywność, by podtrzymać metabolizm w okresie zimowym. Poniższy artykuł w „Washington Post” opisuje niezwykłe zjawisko hibernacji, potencjalne problemy, jakie stwarza, oraz nowe odkrycia biochemiczne, które pomagają niedźwiedziom wyeliminować te problemy, a także mogą pomóc ludziom z problemem atrofii mięśni, kiedy są unieruchomieni. Kliknij na link pod zrzutem z ekranu, aby przeczytać:


Cytaty z artykułu są wcięte:

Jednak dla wielu naukowców prawdziwa fascynacja Tygodnia Grubego Niedźwiedzia wiąże się z tym, co dzieje się dalej, kiedy misie w kształcie piłki plażowej, z około 40 procent tkanki tłuszczowej, kryją się w swoich norach i zaczynają zimowy sen. Podczas hibernacji pozostają zdrowe w warunkach, które osłabiłyby i spowodowały choroby ludzi. Niedźwiedzie wyłaniają się kilka miesięcy później, chude, silne i ledwo dotknięte przez miesiące głodu i bezczynności.


Do niedawna naukowcy nie potrafili wyjaśnić, jak to się dzieje. Jednak kilka fascynujących nowych badań molekularnych sugeruje, że hibernacja zmienia metabolizm i aktywność genów w wyjątkowy i radykalny sposób, który może mieć znaczenie dla ludzi. Grube niedźwiedzie mogą pogłębić naszą wiedzę na temat cukrzycy, zaniku mięśni, braku aktywności i pomysłowości ewolucji.


Pozornie hibernujące niedźwiedzie wydają się bierne i bezwładne. Przez co najmniej pięć miesięcy nie jedzą, nie piją, nie oddają moczu, nie wypróżniają się ani nie ruszają się, z wyjątkiem sporadycznego odwracania się lub dreszczy. Ich metabolizm spada o około 75 procent. Serca biją i płuca napełniają się powietrzem tylko kilka razy na minutę. Nerki się wyłączają. Niedźwiedzie stają się bardzo odporne na insulinę.


Gdybyśmy to byli my, stracilibyśmy znaczną część naszej masy mięśniowej z powodu braku aktywności i prawdopodobnie zachorowalibyśmy na cukrzycę, choroby serca, niewydolność nerek, osłabienie i inne dolegliwości.


Ale niedźwiedzie zachowują swoje mięśnie i po hibernacji szybko przywracają normalną, zdrową wrażliwość na insulinę i normalne funkcjonowanie narządów.

Insulina działa, aby umożliwić komórkom wchłanianie glukozy z krwi w celu wykorzystania jej jako energii lub przekształcenia części glukozy w tłuszcz. Pomaga również rozkładać tłuszcze i białka. Normalnie początek insulinooporności, jak sugeruje artykuł, prowadziłby do cukrzycy i związanych z nią problemów, ale niedźwiedzie są w jakiś sposób w stanie to tolerować – podobnie jak atrofia mięśni towarzysząca bezruchowi przez pięć miesięcy. (Zanik mięśni jest problemem dla osób sparaliżowanych lub przykutych do łóżka przez długi czas.)


Jak niedźwiedzie to robią? O to właśnie chodzi w artykule, który daje linki do trzech artykułów naukowych (jeden podany poniżej) wyjaśniających, w jaki sposób niedźwiedzie przeżywają hibernację.


Informacje na temat zużycia tłuszczu pochodzą z próbek krwi pobranych od hibernujących i niehibernujących niedźwiedzi na Washington State University (WSU), niedźwiedzi przeszkolonych, by pozwalały na pobieranie krwi bez znieczulenia. (Zgaduję, że niedźwiedzie WSU również przechodzą w stan hibernacji.)


Okazuje się, że podczas hibernacji u niedźwiedzi zachodzi zróżnicowana aktywacja genów, która chroni je przed szkodliwymi skutkami hibernacji. Oto dwa cytowane artykuły:

Porównując próbki, [badacze] doszli do wniosku, że hibernacja jest biologicznie niesamowita. W badaniu z 2019 roku naukowcy z WSU i inni odkryli ponad 10 000 genów u niedźwiedzi, które działają inaczej podczas hibernacji niż jesienią lub wiosną. Wiele z nich wiąże się z aktywnością insuliny i wydatkowaniem energii, a większość występuje w tłuszczu zwierząt, który podczas hibernacji staje się całkiem odporny na insulinę i zaraz po wiosennym obudzeniu silnie wrażliwy na insulinę.


Zagłębiając się bardziej w ten proces w ramach nowego badania, opublikowanego we wrześniu w iScience, badacze kąpali komórki tłuszczowe pobrane od hibernujących i aktywnych niedźwiedzi w surowicy krwi pobranej w czasie przeciwstawnym i obserwowali jak tłuszcz zmieniał sezon. Tłuszcz z hibernujących niedźwiedzi stał się wrażliwy na insulinę i genetycznie podobny do tłuszczu z okresu aktywności i na odwrót.

Innymi słowy, coś w surowicy krwi niehibernujących niedźwiedzi przywróciło wrażliwość na insulinę hibernujących niedźwiedzi i na odwrót. To pokazuje, że podczas hibernacji zmienia się coś w surowicy, a nie w tłuszczu. Autor artykułu kontynuuje:

Być może najbardziej przekonujące jest to, że zidentyfikowali i porównali setki białek we krwi zwierząt i znaleźli osiem, które różniły się znacznie pod względem obfitości w zależności od pory roku. Te osiem białek wydaje się napędzać większość zmian genetycznych i metabolicznych w tłuszczu.

Oczywiście korelacja nie przesądza o przyczynowości i wątpię, czy 10 000 genów jest zaangażowanych w faktyczne wywoływanie hibernacji lub łagodzenie jej skutków. (W końcu ludzie mają tylko około 25 000 genów kodujących białka – więcej, jeśli dodasz jako „geny” fragmenty DNA, które coś robią, ale nie produkują białek – a niedźwiedzie nie mogą się tak bardzo różnić od nas). Mogą wystąpić zmiany w tak wielu genach, ale wiele z nich może być po prostu efektami ubocznymi doboru naturalnego, który zmienia ekspresję znacznie mniejszej liczby genów.


Jest jednak jasne, że geny zaangażowane w używanie insuliny i wrażliwość działają inaczej u niedźwiedzi hibernujących niż niehibernujących. Jakie są sygnały, które włączają i wyłączają te geny? Wątpię, czy wiemy, a artykuł tego nie mówi, ale przypuszczam, że ma to związek z czynnikami środowiskowymi wskazującymi na zbliżające się nadejście wiosny lub jesieni: sygnały oparte na długości dnia lub temperaturze.


Ale co z mięśniami niedźwiedzi ? Dlaczego nie ulegają atrofii? Znowu jest to spowodowane (tak jak musi być) zróżnicowaną aktywacją genów. I znowu odpowiedzialne produkty genowe wydają się krążyć w surowicy krwi.


Poniższy artykuł z PLoS ONE (kliknij na link pod zrzutem ekranu, aby przeczytać; pdf tutaj), dotyczy zarówno surowicy krwi, jak i genów zaangażowanych w utrzymanie mięśni.


Japońscy naukowcy kąpali wyhodowane ludzkie komórki mięśni szkieletowych w surowicy z hibernujących lub niehibernujących niedźwiedzi czarnych. Odkryli znacznie mniejszą degradację białka, gdy użyto surowicy hibernujących niedźwiedzi. Wydaje się, że jest to oparte na indukowanym przez geny spadku poziomu dwóch białek i zwiększeniu poziomu jeszcze innego białka, które działają wspólnie w celu zachowania poziomów białek w hodowanych komórkach. (Wytworzone w zmniejszonej ilości białko niszczy mięśnie, podczas gdy inne promują i podtrzymują wzrost mięśni.) Ogólnie rzecz biorąc, zmiany w działaniu genów wydają się utrzymywać mięśnie hibernujących niedźwiedzi w nienaruszonym stanie.


Oczywiście, są to hodowane komórki ludzkie, a nie niedźwiedzie, a eksperyment przeprowadzono in vitro, a nie in vivo, ale daje to bardzo obiecującą wskazówkę tego, jak niedźwiedzie utrzymują silne mięśnie podczas hibernacji.


W artykule „Washington Post” autor przedstawia również potencjalne zastosowania tych informacji dla zdrowia ludzkiego.

Tłuszcz 

Potencjalnie te same osiem białek, które pojawiają się również w ludzkiej krwi, mogą w pewnym momencie zostać wykorzystane farmaceutycznie w celu poprawy wrażliwości na insulinę lub leczenia cukrzycy i innych zaburzeń metabolicznych u ludzi, powiedział Kelley. Ale ta możliwość to daleka  przyszłość i wymaga znacznie więcej badań z niedźwiedziami i nami (choć może lepiej nie tuż obok siebie).

Mięśnie

Ostatecznym celem tych badań, jak powiedział [autor] Miyazaki, jest wyizolowanie i udoskonalenie wszystkich substancji i procesów w krwi hibernujących niedźwiedzi i innych miejscach w ich ciałach, które chronią je przed zanikiem mięśni, z nadzieją, że te same elementy mogą leczyć atrofię spowodowaną leżeniem w łóżku lub starzeniem się u ludzi.


„Prawdopodobnie nie ma lepszego sposobu na utrzymanie zdrowego stylu życia niż poprzez ćwiczenia fizyczne”, powiedział, ale osobom, które z jakiegoś powodu nie mogą być aktywne, działania organizmów drzemiących niedźwiedzi mogą pewnego dnia dostarczyć ochrony przed osłabieniem.

Należy pamiętać, że te niezwykłe zmiany są z pewnością spowodowane ewolucją poprzez dobór naturalny, ponieważ trudno wyobrazić sobie losowy proces, taki jak dryf genetyczny, powodujący zmiany ewolucyjne, które z pewnością są adaptacyjne.


Jak podkreślał Ernst Mayr, wiele ważnych zmian ewolucyjnych u zwierząt zaczyna się od zmiany zachowania. Być może niedźwiedzie na zimnych obszarach przeżyły lepiej, jeśli przeszły okres niskiej aktywności w okresie zimowym, kiedy brakuje pożywienia (ta zmiana behawioralna może odzwierciedlać zmienność genetyczną), a wtedy te spokojne niedźwiedzie, które również miały mutacje wpływające na metabolizm tłuszczu i mięśni mogły przetrwać hibernację, pozostawiając swoje geny przyszłym pokoleniom niedźwiedzi.

______________

Miyazaki M, Shimozuru M, Tsubota T. (2022) Supplementing cultured human myotubes with hibernating bear serum results in increased protein content by modulating Akt/FOXO3a signaling. PLoS ONE 17(1): e0263085. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0263085

 

The remarkable physiology of hibernating bears

Why Evolution Is True, 11 października 2022

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska



Jerry A. Coyne

Emerytowany profesor na wydziale ekologii i ewolucji University of Chicago, jego książka "Why Evolution is True" (Polskie wydanie: "Ewolucja jest faktem", Prószyński i Ska, 2009r.) została przełożona na kilkanaście języków, a przez Richarda Dawkinsa jest oceniana jako najlepsza książka o ewolucji.  Jerry Coyne jest jednym z najlepszych na świecie specjalistów od specjacji, rozdzielania się gatunków. Jest również jednym ze znanych "nowych ateistów" i autorem książki "Faith vs Fakt" (wydanej również po polsku przez wydawnictwo "Stapis)". Jest wielkim miłośnikiem kotów i osobistym przyjacielem redaktor naczelnej.

Skomentuj Wyślij artykuł do znajomego: Wydrukuj






Nauka

Znalezionych 1379 artykuły.

Tytuł   Autor   Opublikowany

W nowej książce jest słuszna krytyka idei, że są lepsze i gorsze gatunki, ale jest także błędne twierdzenie, że gatunki nie są realne   Coyne   2023-02-06
Kolczatki wydmuchują bąbelki śluzu z nosa, żeby się ochłodzić   Coyne   2023-02-02
Mali i zręczni influencerzy   Tonhasca Júnior   2023-01-31
Dowody na ewolucję: Bezwłose zwierzęta mają martwe geny na sierść   Coyne   2023-01-23
Krew, znój, łzy i pot   Tonhasca Júnior   2023-01-19
Bąkojady czyszczą nosorożce   Coyne   2023-01-18
Mózg używa geometrii hiperbolicznej   Novella   2023-01-16
O wspaniały nowy świecie   Tonhasca Júnior   2023-01-12
Ciepło zabija. Zimno zabija wielu więcej   Jacoby   2023-01-09
Po co badać przestrzeń kosmiczną?   Jacoby   2023-01-04
Rdzenni Amerykanie żądają doczesnych resztek pumy z Griffith Park   Coyne   2023-01-03
Świetny artykuł o epigenetyce   Coyne   2022-12-30
Śmiało podążaj tam, gdzie nie dotarł jeszcze żaden owad   Tonhasca Júnior   2022-12-28
Rzecz o splątaniu nauki i wiary   Koraszewski   2022-12-26
Pradawny ekosystem zrekonstruowany przy użyciu skamieniałego DNA   Coyne   2022-12-19
Rozważania heretyckiego mediewisty o historii, wartościach i zdumiewającej głupocie   Landes   2022-12-16
Ewolucyjne ślepe zaułki i lepkie urządzenia: botanik Darwin   Tonhasca Júnior   2022-12-14
Ewolucja nie idzie prostą drogą   Novella   2022-12-08
Geny i języki   Novella   2022-11-26
Uporczywa obecność religijnego mitu   Winegard   2022-11-24
Znaleziono skrytkę posągów z brązu   Novella   2022-11-23
W oparach zrównoważonej ignorancji   Koraszewski   2022-11-21
10 twierdzeń działaczy walczących w Afryce z GMO o tym, dlaczego postępy w biotechnologii upraw powinny zostać odrzucone – i dlaczego są one błędne   Maina   2022-11-17
List otwarty do wszystkich oszołomów   Novella   2022-11-03
Po prostu nie mogę się doczekać, aby znów wyruszyć w trasę   Tonhasca Júnior   2022-10-27
Czy mizoandria może być zakaźna?   Tonhasca Júnior   2022-10-24
Niezwykła fizjologia hibernujących niedźwiedzi   Coyne   2022-10-22
Cuchnąca pułapka i przytulna kryjówka   Tonhasca Júnior   2022-10-21
Obraz Izraela na amerykańskich uniwersytetach   Mansour   2022-10-19
Kenia aprobuje GMO po 10 latach zakazu   Maina   2022-10-18
Pangenom jedwabnika morwowego   Novella   2022-10-14
Czy Samolubny gen zaszkodził publicznemu rozumieniu biologii?   Coyne   2022-10-13
Nieokrzesani goście   Tonhasca Júnior   2022-10-11
Niezrozumienie równości   Winegard   2022-10-07
Zyski klimatyczne to „niewygodna prawda” — nie wszystkie wiadomości o środowisku są złymi wieściami   Lomborg   2022-10-06
Gorzko-słodki, uzależniający lek   Tonhasca Júnior   2022-09-30
Przeciwko autentyczności   Winegard   2022-09-27
Biomedyczne znaczenie płci (i jej binarnej natury)   Coyne   2022-09-22
Mózgi neandertalczyków   Novella   2022-09-20
Oszuści i oszukani w grze w zapylanie   Tonhasca Júnior   2022-09-15
Po raz kolejny “Scientific American” wypacza biologię, a teraz także historię, by podeprzeć swoją ideologię   Coyne   2022-09-14
Upadek czasopisma “Nature”   Winegard   2022-09-08
Instynkt macierzyński i “New York Times”   Coyne   2022-09-07
Ćmy ze złym public relations   Tonhasca Júnior   2022-09-05
Studenci Uniwersytetu Ghany debatują nad wykorzystaniem upraw GMO w ich kraju   Gakpo   2022-09-02
“Scientific American” poświęca się polityce, a nie nauce; odmawia publikowania krytycznych analiz swoich fałszywych lub wprowadzających w błąd twierdzeń   Coyne   2022-09-01
Dysonansy poznawcze: czekolada a muszki, wino a osy   Júnior   2022-08-29
Patrick Matthew: prawdziwy autor idei doboru naturalnego?   Coyne   2022-08-26
Odporny na choroby, genetycznie modyfikowany maniok zapowiada przełom w Kenii   Maina   2022-08-25
Niekochane, ale czasem pożyteczne   Tonhasca Júnior   2022-08-23
Trwałość laktazy w populacjach pijących mleko: ponowna ocena klasycznej historii z ewolucji człowieka   Coyne   2022-08-19
Pierwszy znany drapieżnik: nowo opisana skamieniałość   Coyne   2022-08-16
Nie karm mózgu śmieciowym jedzeniem   Bhogal   2022-08-10
Kot Mehitabel pisze w “Science”   Coyne   2022-08-09
Nauka o wolności: rozmowa z Anną Kryłow   i Anna Kryłow   2022-08-06
Pierwsze dowody kopalne na opiekę nad lęgiem i niezwykły przypadek asymetrii kierunkowej   Coyne   2022-08-05
Badania dowodzą, że fakty nie mają znaczenia: jak propaganda wykorzystuje i normalizuje antysemityzm     2022-08-03
Horyzontalny transfer genów u owadów: jest rozpowszechniony, ale co to znaczy?   Coyne   2022-08-02
Dokonane w Afryce badanie genomu fasolnika egipskiego oznacza krok naprzód w dywersyfikacji światowego zaopatrzenia w żywność   Karavolias   2022-08-01
Grupy anty-GMO przegrywają sprawę sądową w Nigerii    i Nkechi Isaak   2022-07-30
Raz jeszcze: czy rasy są tylko społecznym konstruktem bez naukowego lub biologicznego znaczenia?   Coyne   2022-07-28
„New Yorker” pisze o hoacynie, sugeruje, że koncepcja Darwina drzew ewolucyjnych może być urojeniem   Coyne   2022-07-25
Nazistowscy lekarze i dzisiejsi antysemici: redefinicja etyki, żeby usprawiedliwić prześladowania Żydów     2022-07-18
Carl Sagan i wolność wątpienia   Jacoby   2022-07-18
Jak Darwin spowodował globalne ocieplenie swoją teorią doboru płciowego   Coyne   2022-07-16
Dieta mieszana misiów i innych   Júnior   2022-07-14
Londyńskie Natural History Museum popełnia błąd naturalistyczny - wielokrotnie   Coyne   2022-07-11
Nigeria gotowa na spełnienie oczekiwań rolników     2022-07-08
Szczepionki przeciwko grypie związane ze zmniejszonym ryzykiem choroby Alzheimera   Novella   2022-07-07
Nowoczesność Darwina: w O powstawaniu jest antycypacja neutralnej teorii i przerywanej równowagi   Coyne   2022-07-06
Pinker: “Wojna o ewolucję jest także wojną kulturową”   Coyne   2022-07-05
Raz jeszcze: błędny artykuł o tym, dlaczego teoria ewolucji jest przestarzała   Coyne   2022-07-04
Niech Moc będzie z pszczołą   Júnior   2022-06-28
Dramatyczny wzrost cen paliw kopalnych jest bolesny, ale daje niewielkie korzyści w walce z globalnym ociepleniem   Lomborg   2022-06-25
Efekt grupy – paskudny błąd poznawczy   Novella   2022-06-22
Nasiona z edytowanymi genomami będą miały przystępną cenę   Maina   2022-06-15
„Zapylisz mnie!”: nachalni bohaterowie świata roślin   Júnior   2022-06-11
Agroekologia zmienia biednych farmerów w biedniejszych   Muhumuza   2022-06-09
Kartofel z Matką Boską w jednej klapie i Karolem Marksem w drugiej   Koraszewski   2022-06-06
Jak nasze wspomnienia są powiązane   Novella   2022-06-04
Wielka Brytania dąży do zezwolenia na edytowanie genów   Novella   2022-06-02
„Grubogłowi przedsiębiorcy pogrzebowi w noc żywych trupów”   Júnior   2022-05-31
Coraz mniejsza część głównych plonów roślin jadalnych na świecie idzie na wyżywienie głodnych, a coraz więcej wykorzystuje się do celów niespożywczych     2022-05-28
Naukowiec z Ghany: “Afryka potrzebuje GMO bardziej niż reszta świata”   Gakpo   2022-05-26
GMO i edytowanie genów: jaka jest różnica?   Karavolias   2022-05-23
Toksyczny nektar, czyli ostrożnie z tureckim miodem   Júnior   2022-05-20
Kolejna nieudana i podyktowana ideologią próba wykazania, że płeć u ludzi nie jest binarna   Coyne   2022-05-18
Brian Charlesworth o błędach nowego artykułu rzekomo pokazującego, że fundamentalne założenie ewolucji neodarwinowskiej jest błędne   Coyne   2022-05-16
Trutnie i inni fruwający panowie   Junior   2022-05-13
Wygnanie z uniwersyteckiego świata – dwa lata później   Winegard   2022-05-10
Życie kwitnące po śmierci   Junior   2022-05-05
Organiczne środki owadobójcze są szkodliwe dla pożytecznych owadów     2022-04-30
Oxitec rozszerza próby z komarami GMO, by zredukować szerzenie się malarii   Conrow   2022-04-28
Słowa w wosku zapisane   Tonhasca Junior   2022-04-26
Rodzice, szkoła, państwo: kultura niskich oczekiwań   Koraszewski   2022-04-25
Nowoczesne ulepszanie roślin uprawnych przyjmuje historyczne podejście   Karavolias   2022-04-20
Pierwsza spożywcza roślina GMO w Ghanie   Baffour-Awuah   2022-04-16
Indie zwalniają edytowanie genów z wymaganej dla GMO oceny bezpieczeństwa   Paranjape   2022-04-11
Metamorfozy    Júnior   2022-04-09
Rolnicy nie mogą uprawiać tego, na co ich nie stać   Ongu   2022-04-07

« Poprzednia strona  Następna strona »
Polecane
artykuły

Pogrzebać złudzenia Oslo


Kilka poważnych...


Przeciwko autentyczności


Nowy ateizm


Lomborg


„Choroba” przywrócona przez Putina


„Przebudzeni”


Pod sztandarem


Wielki przekret


Łamanie praw człowieka


Jason Hill


Dlaczego BIden


Korzenie kryzysu energetycznego



Obietnica



Pytanie bez odpowiedzi



Bohaterzy chińskiego narodu



Naukowcy Unii Europejskiej



Teoria Rasy



Przekupieni



Heretycki impuls



Nie klanial



Cervantes



Wojaki Chrystusa



 Palestyńskie weto



Wzmacnianie układu odpornościowego



Wykluczenie Tajwanu z WHO



Drzazgę źle się czyta



Sześć lat



Pochodzenie



Papież Franciszek



Schadenfreude



Pseudonaukowa histeria...


Panstwo etc



Biły się dwa bogi


 Forma przejściowa

Listy z naszego sadu
Redaktor naczelny:   Hili
Webmaster:   Andrzej Koraszewski
Współpracownicy:   Jacek, , Małgorzata, Andrzej, Henryk