Городской округ Серпухов, г. Пущино. 

В лаборатории механизмов природного и искусственного гипобиоза Института биофизики клетки РАН изучают якутских сусликов. Молодые девушки-учёные хотят понять уникальную способность этих животных полностью «перезагружать» и обновлять организм во время зимней спячки. И применить эти знания для лечения людей.

Гибернация или зимняя спячка сусликов, которая длится больше полугода – это не просто очень глубокий сон, а состояние полного оцепенения. В этот период температура тела зверька может быть близка к нулю, частота дыхания снижаться до нескольких вдохов в минуту, а метаболизм на 90%. Состояние называется торпором — животное словно каменеет, становится твёрдым, холодным и полностью обездвиженным.

Суслики не находятся в оцепенении все время, пока длится спячка. Каждые две недели зверьки пробуждаются примерно на сутки. И в этот момент происходит настоящее чудо — все функции организма у них восстанавливаются, и они вновь погружаются в торпор. В этом состоянии у сусликов наблюдается инсулинорезистентность, угнетение иммунной и половой системы. Но если для человека это сильнейшие патологии, то для сусликов это всего лишь быстро обратимые функциональные изменения.

«Это угнетение дыхания, мышечная атрофия, очень резкое угнетение иммунной системы. И все эти патологии он излечивает во время краткосрочных периодов активности. Поэтому мы можем использовать суслика как модель аутоиммунных и различных иммунных заболеваний, диабета, мышечной дистрофии, нарушений половой системы и многих других. Уникально, что все патологии происходят одновременно», — рассказала сотрудница лаборатории Полина Теплова.

У зверьков меняются функции десятков белков, клетки практически перестают делиться, вообще организм за несколько часов умудряется полностью перестроиться. А потом за те же несколько часов вновь перестраивается обратно. Без всяких воздействий со стороны. Во время спячки суслику не страшны не только холод и голод, но и ишемии, инфекции, онкологические заболевания и даже воздействия радиации.

И если рассматривать гибернирующих сусликов как естественную модель патологий, то для медиков открываются невероятные перспективы. Например, последнее важное открытие пущинских учёных — одна из особенностей кроветворения сусликов в состоянии торпора — способность изменять форму эритроцитов. Понимание этого механизма может помочь улучшить качество жизни больных анемией.

«Когда суслик впадает в спячку, то из-за того, что сосуды сужаются, обычным круглым эритроцитам сложно проходить через них, поэтому эритроциты сворачиваются и принимают атипичную форму, которая после пробуждения вновь возвращается в привычное состояние. Мы выяснили, что эритроциты способны не только сворачиваться, но и разворачиваться обратно. Понимание механизмов того, как это происходит, возможно, поможет людям с анемией, у которых эритроциты тоже имеют атипичную форму», — сообщила аспирант лаборатории Ксения Лизоркина.

Проблему зимней спячки исследуют в ИБК РАН более 50 лет. Первые в России исследования на гибернирующих млекопитающих — летучих мышах провел естествоиспытатель Порфирий Иванович Бахметьев в начале 20 века. Современные учёные, которые занимаются этим направлением, выдвигают различные гипотезы, что именно является триггером гибернации: орган, вещество или может быть отдельные гены, но пока механизм не найден.

Если удастся понять, что «запускает» зимнюю спячку, то будет возможность погрузить в это состояние человека и воспользоваться всеми привилегиями перезагрузки организма. Потенциал для этого есть. Учёные-антропологи, например, считают, что наши древние родственники ранние неандертальцы ежегодно залегали в сезонную спячку в испанской пещере Сима-де-лос-Уэсос на пике ледникового периода 430 тысяч лет назад.

Сейчас на базе Института биофизики клетки РАН живут 40 сусликов, которые прилетели на самолете из Якутии. Зверьков тщательно изучают, отслеживают вес, состав крови и метаболизм в течение всего года. Делают анализы на клеточном и молекулярном уровнях. Пущинские учёные ожидают, что эти милые грызуны помогут сделать немало удивительных открытий.

«Когда я начала изучать сусликов подробно, то поняла, насколько гибернация — загадочное и уникальное природное явление. Мы многого еще не знаем о природе, но как же удивительно открывать ее тайны!» — отметила Полина Теплова.

Институт биофизики клетки РАН — обособленное подразделение Федерального исследовательского центра «Пущинский научный центр биологических исследований РАН»

Фото, видео, текст: Мария Панина