Ehunka animalia espeziek hibernatu dezakete. Haien organismoetan tasa metabolikoa hamar aldiz murriztu da. Ezin dute jan eta ia arnasa hartzen. Egoera honek misterio zientifiko handienetako bat izaten jarraitzen du. Konpontzeak aurrerapausoak ekar ditzake arlo askotan, onkologiatik hasi eta espazio hegaldietaraino. Zientzialariek pertsona bat hibernatu nahi dute.
"Urtebetez Suedian lan egin nuen eta ezin izan nuen gophers loak hartu urtebetez", aitortu du Lyudmila Kramarova Errusiako Zientzien Akademiako (Pushchino) Biofisika Teoriko eta Esperimentaleko Institutuko ikertzaile nagusiak.
Mendebaldean, laborategiko animalien eskubideak zehazten dira -Giza Eskubideen Adierazpena atseden hartzen ari da. Baina hibernazioa aztertzeko esperimentuak ezin dira egin.
– Galdera da, zergatik lo egin behar dute gopher etxean epel egiten badu eta sabeletik elikatzen bada? Gophers ez dira ergelak. Hemen gure laborategian, azkar lokartuko ziren nirekin!
Lyudmila Ivanovna jatorrenak gogor jotzen du hatza mahaiaren gainean eta bere etxean bizi zen laborategiko gopher buruz hitz egiten du. "Susya!" deitu zuen atetik. "Ordaindu-ordaindu!" – erantzun zuen gopherak, oro har ez baita domatzen. Susya honek hiru urtean behin ere ez zuen lokartu etxean. Neguan, apartamentuan hotz nabarmena egiten zuenean, erradiadorearen azpira igo eta burua berotzen zuen. "Zergatik?" galdetzen du Lyudmila Ivanovnak. Agian hibernazioaren zentro erregulatzailea burmuinean dago nonbait? Zientzialariek ez dakite oraindik. Hibernazioaren izaera biologia modernoaren intriga nagusietako bat da.
Aldi baterako heriotza
Microsoft-i esker, gure hizkuntza beste hitz arrunt batekin aberastu da: hibernazioa. Hau da Windows Vista ordenagailuan sartzen den moduaren izena, energia-kontsumoa gutxitzeko. Makina itzalita dagoela dirudi, baina datu guztiak aldi berean gordetzen dira: botoia sakatu nuen, eta dena ezer gertatu ez balitz bezala funtzionatu zuen. Gauza bera gertatzen da izaki bizidunekin. Milaka espezie ezberdin - bakterio primitiboetatik hasi eta lemur aurreratuetara - aldi baterako "hiltzeko" gai dira, eta horri zientifikoki hibernazioa edo hipobiosia deitzen zaio.
Adibide klasikoa gophers da. Zer dakizu gopher buruz? Urtxintxa familiako ohiko karraskariak. Beren bisoiak zulatzen dituzte, belarra jaten dute, ugaltzen dira. Negua iristen denean, gopherak lur azpira joaten dira. Hor gertatzen da, ikuspuntu zientifikotik, interesgarriena. Gopher hibernazioak 8 hilabetera arte iraun dezake. Azalean, izozteak -50era iristen dira batzuetan, zuloa -5era izozten da. Ondoren, animalien gorputz-adarraren tenperatura -2ra jaisten da eta barne-organoak -2,9 gradura. Bide batez, neguan zehar, gopherak hiru aste baino ez ditu segidan lo egiten. Gero, hibernaziotik irteten da ordu batzuetarako, eta berriro lo hartzen du. Xehetasun biokimikoetan sartu gabe, demagun pixa egiten eta luzatzen esnatzen dela.
Lur-urtxintxa izoztua mugimendu geldoan bizi da: bere bihotz-taupadak minutuko 200-300-tik 1-4 taupadara jaisten dira, arnasketa episodikoa - 5-10 arnasketa eta, ondoren, ordubetez erabat ez egotea. Garuneko odol-hornidura %90 inguru murrizten da. Pertsona arrunt batek ezin du honen inguruko ezer bizirik iraun. Ez da gai hartz bat bezala bihurtzeko ere, bere tenperatura dezente jaisten baita hibernazioan - 37-34-31 gradu-ra. Hiru-bost gradu hauek nahikoak izango ziren guretzat: gorputza borrokan arituko zen bihotz-maiztasuna, arnasketa-erritmoa mantentzeko eta gorputz-tenperatura normala berrezartzeko hainbat orduz, baina energia baliabideak agortzen direnean, heriotza saihestezina da.
patata iletsua
Ba al dakizu nolakoa den gopher bat lo dagoenean? galdetzen du Zarif Amirkhanov-ek, Zelulen Biofisika Institutuko ikertzaile nagusiak. «Upategiko patatak bezala. Gogorra eta hotza. Iletsua bakarrik.
Bitartean, gopher-ak gopher itxura du: alaitasunez haziak hazten ditu. Ez da erraza imajinatzea izaki alai hori arrazoirik gabe bat-batean estuporean erori eta urtearen zatirik handiena horrela igaro zezakeela, eta gero, berriro ere, batere arrazoirik gabe, txundidura horretatik “erortzea”.
Hipobiosiaren misterioetako bat animalia bere kabuz bere egoera erregulatzeko nahiko gai dela da. Giro-tenperaturaren aldaketa ez da batere beharrezkoa horretarako: Madagaskarreko lemurak hibernazioan sartzen dira. Urtean behin, hutsune bat aurkitzen dute, sarrera itxi eta zazpi hilabetez ohera joaten dira, gorputzaren tenperatura +10 gradura jaitsiz. Eta kalean aldi berean berdin +30. Lur-urtxintxa batzuek, adibidez, Turkestangoek, beroarekin hibernatu dezakete. Ez da horrenbeste inguruko tenperatura, barruko metabolismoa baizik: tasa metabolikoa %60-70 jaisten da.
"Ikusten duzu, hau gorputzaren egoera guztiz ezberdina da", dio Zarifek. – Gorputzaren tenperatura ez da jaisten arrazoi gisa, ondorio gisa baizik. Beste erregulazio mekanismo bat aktibatzen da. Dozenaka proteinen funtzioak aldatzen dira, zelulak zatitzeari uzten diote, oro har, gorputza erabat berreraikitzen da ordu gutxitan. Eta ordu gutxitan berriro berreraikitzen da. Kanpoko eraginik ez.
Egurra eta sukaldea
Hibernazioaren berezitasuna da animalia lehenik hoztu eta gero berotu daitekeela kanpoko laguntzarik gabe. Galdera nola da?
"Oso erraza da", dio Lyudmila Kramarovak. “Ehun adiposo marroia, entzun al duzu?
Odol beroko animalia guztiek, gizakiak barne, koipe marroi misteriotsu hau dute. Gainera, haurrengan helduetan baino askoz gehiago da. Denbora luzez, gorputzean zuen eginkizuna, oro har, ulergaitza zen. Izan ere, gantz arrunta dago, zergatik ere marroia?
– Beraz, koipe marroiak sukalde baten papera betetzen duela ondorioztatu du – azaldu du Lyudmilak – eta koipe zuria egurra besterik ez da.
Gantz marroiak gorputza 0 eta 15 gradutara berotzeko gai da. Eta gero beste oihal batzuk sartzen dira lanean. Baina sukalde bat aurkitu izanak ez du esan nahi nola funtzionatzen asmatu dugunik.
"Mekanismo hau pizten duen zerbait egon behar da", dio Zarifek. – Organismo osoaren lana aldatzen ari da, hau da, hori guztia kontrolatu eta martxan jartzen duen zentro jakin bat dagoela.
Aristotelesek oinordetzan utzi zuen hibernazioa aztertzeko. Ezin da esan zientziak 2500 urtetik hona egiten duenik. Larriki arazo hau duela 50 urte baino ez zen kontuan hartzen. Galdera nagusia zera da: zerk eragiten du gorputzean hibernazio mekanismoa? Aurkitzen badugu, nola funtzionatzen duen ulertuko dugu, eta nola funtzionatzen duen ulertzen badugu, lorik gabekoengan hibernazioa nola eragiten duen ikasiko dugu. Egokiena, zurekin gaude. Hau da zientziaren logika. Hala ere, hipobiosiarekin, logika normalak ez zuen funtzionatu.
Dena amaieratik hasi zen. 1952an, Kroll ikertzaile alemaniarrak esperimentu sentsaziotsu baten emaitzak argitaratu zituen. Lotan zeuden hamster, triku eta saguzarren garunaren estraktu bat katu eta txakurren gorputzean sartuz, hipobiosi egoera bat eragin zuen lo ez zeuden animalietan. Arazoa hurbilagotik jorratzen hasi zenean, hipobiosi faktorea garunean ez ezik, hibernatzen ari den animaliaren edozein organotan ere badago. Arratoiak obedientziaz hibernatzen ziren odol-plasma, urdaileko erauzkinak eta lotan dauden lurreko katagorrien gernuarekin injektatzen baziren. Gopher gernu edalontzi batetik tximinoak ere lokartu ziren. Efektua etengabe erreproduzitzen da. Hala ere, substantzia jakin bat isolatzeko saiakera guztietan uko egiten du erreproduzitzeari: gernuak edo odolak hipobiosia eragiten dute, baina haien osagaiek bereizita ez dute. Ez lurreko urtxintxak, ez lemurrik, ezta, oro har, gorputzeko hibernatzaileetako bat ere ez zen aurkitu beste guztiengandik bereiziko zituenik.
Hipobiosi faktorearen bilaketak 50 urte daramatza, baina emaitza ia zero da. Ez dira aurkitu hibernazioaz arduratzen diren geneak, ezta hura eragiten duten substantziak ere. Ez dago argi zein organo den egoera horren erantzule. Hainbat esperimentu guruin adrenalak eta hipofisaria eta hipotalamoa eta tiroide guruina sartu zituzten "susmagarrien" zerrendan, baina aldi bakoitzean prozesuko parte-hartzaileak besterik ez zirela ikusi zen, baina ez haren abiarazleak.
"Argi dago frakzio zikin honetan dauden substantzia sorta osotik urrun dagoela eraginkorra", dio Lyudmila Kramarovak. — Tira, gehienetan guk ere baditugulako besterik ez bada ere. Lurreko urtxintxarekin gure bizitzaz arduratzen diren milaka proteina eta peptido aztertu dira. Baina horietako bat ere ez dago -zuzenean, behintzat- hibernazioarekin lotuta.
Zehazki finkatu da lotan dagoen gopher baten gorputzean substantzien kontzentrazioa soilik aldatzen dela, baina oraindik ez dakigu han zerbait berria sortzen den. Zenbat eta gehiago aurreratu zientzialariek, orduan eta gehiago joera dute pentsatzeko arazoa ez dela "lo faktore" misteriotsua.
"Seguruenik, gertakari biokimikoen sekuentzia konplexua da", dio Kramarovak. – Agian koktel bat jarduten ari da, hau da, kontzentrazio jakin batean substantzia kopuru jakin baten nahasketa bat. Agian kaskada bat da. Hau da, substantzia batzuen eragin koherentea. Gainera, ziurrenik, denek dituzten proteina ezagunak dira.
Hibernazioa ezagutzen diren guztien ekuazioa dela ematen du. Zenbat eta sinpleagoa izan, orduan eta zailagoa da konpontzea.
Kaosa osoa
Hibernatzeko gaitasunarekin, naturak erabateko nahastea egin zuen. Haurtxoak esnez elikatzea, arrautzak jartzea, gorputz-tenperatura konstantea mantentzea - ezaugarri hauek zuhaitz ebolutiboaren adarretan txukun zintzilikatzen dira. Eta hipobiosia espezie batean argi eta garbi ager daiteke eta, aldi berean, bere ahaide hurbilenean erabat absentea izan daiteke. Esaterako, urtxintxaren familiako marmokak eta lurreko urtxintxak sei hilabetez lo egiten dute bisoietan. Eta urtxintxak beraiek ez dute uste negurik gogorrenean ere loak hartzen dutenik. Baina saguzar batzuk (saguzarrak), intsektujaleak (trikuak), marsupialak eta primateak (lemurak) hibernazioan sartzen dira. Baina ez dira gopheren bigarren lehengusuak ere.
Zenbait txori, narrasti, intsektu lo egiten dute. Oro har, ez dago oso argi naturak zein oinarritan aukeratu zituen, eta ez beste batzuk, hibernatzaile gisa. Eta aukeratu al zuen? Hibernazioa batere ezagutzen ez duten espezieek ere, baldintza jakin batzuetan, erraz asmatzen dute zer den. Esaterako, buztan beltzeko pradera txakurra (karraskarien familia bat) laborategi batean lo egiten du ura eta janaria kenduta eta gela ilun eta hotz batean jartzen badute.
Badirudi naturaren logika horretan oinarritzen dela hain zuzen: espezie batek bizirik irauteko gosearen sasoian bizirik irauteko, hipobiosia duen aukera du erreserban.
«Badirudi antzinako erregulazio mekanismo baten aurrean gaudela, oro har edozein izaki bizidunari berezkoa dena», pentsatzen du Zarifek ozen. – Eta honek pentsaera paradoxiko batera garamatza: ez da arraro gopherek lo egitea. Gauza bitxia da gu geu ez garela hibernatzen. Beharbada, nahiko gai izango ginateke hipobiosirako eboluzioan dena lerro zuzen batean garatuko balitz, hau da, zaharrak mantenduz kualitate berriak gehitzearen printzipioaren arabera.
Hala ere, zientzialarien arabera, hibernazioari dagokionez pertsona bat ez dago guztiz itxaropenik gabe. Australiar aborigenek, perla urpekariek, indiar yogiek gorputzaren funtzio fisiologikoak gutxitu ditzakete. Utzi trebetasun hori entrenamendu luzez lortzen, baina lortzen da! Orain arte, zientzialaririk ez da gai izan pertsona bat erabateko hibernazioan jartzea. Narkosia, lo letargikoa, koma hipobiositik hurbil dauden egoerak dira, baina beste oinarri bat dute, eta patologia gisa hautematen dira.
Pertsona bat hibernazioan sartzeko esperimentuak laster hasiko dira Ukrainako medikuak. Garatu duten metodoa bi faktoretan oinarritzen da: airean karbono dioxido maila altua eta tenperatura baxuak. Beharbada, esperimentu hauek ez digute hibernazioaren izaera guztiz ulertzen utziko, baina hipobiosia prozedura kliniko oso batean bihurtuko dute behintzat.
Lotara bidalitako gaixoa
Hibernatzeko garaian, gopher ez da hotzari ez ezik, gopher gaitz nagusiei ere beldurtzen: iskemia, infekzioak eta gaixotasun onkologikoak. Izurriteagatik, esna dagoen animalia egun batean hiltzen da, eta lo-egoeran kutsatuta badago, berdin zaio. Aukera handiak daude medikuentzat. Anestesia bera ez da gorputzarentzat egoerarik atseginena. Zergatik ez ordezkatu hibernazio naturalago batekin?
Imajinatu egoera: gaixoa hiltzeko zorian dago, erlojuak balio du. Eta askotan ordu horiek ez dira nahikoak ebakuntza bat egiteko edo emaile bat aurkitzeko. Eta hibernazioan, ia edozein gaixotasun garatzen da kamera motelean bezala, eta jada ez gara orduez ari, egunez edo asteez baizik. Zure irudimenari aske uzten badiozu, imajina dezakezu nola itxaropenik gabeko gaixoak hipobiosi egoera batean murgilduta dauden, noizbait haien tratamendurako beharrezkoak diren bitartekoak aurkituko direlakoan. Krionismoan diharduten enpresek antzeko zerbait egiten dute, dagoeneko hildako pertsona bat izozten dute soilik, eta nekez da errealista hamar urte nitrogeno likidoan egon den organismo bat berreskuratzea.
Hibernazioaren mekanismoak hainbat gaixotasun ulertzen lagun dezake. Esaterako, Veselin Denkov zientzialari bulgariarrak “Bizitzaren ertzean” liburuan lotan dagoen hartzaren biokimikari erreparatzea proposatzen du: “Zientzialariek gorputzean sartzen den substantzia bat (ustez hormona bat) lortzen lortzen badute bere forma hutsean. hartzaren hipotalamotik, zeinaren laguntzarekin hibernazioan bizi-prozesuak erregulatzen diren, orduan giltzurrunetako gaixotasuna duten pertsonak arrakastaz tratatzeko gai izango dira.
Orain arte, medikuak oso kontuz daude hibernazioa erabiltzeko ideiarekin. Hala ere, arriskutsua da guztiz ulertzen ez den fenomeno bati aurre egitea.