Badanie snu zimowego świstaków może pomóc odkryć tajemnicę długowieczności

Kiedy wiosną świstak żółtobrzuchy budzi się ze snu zimowego, biologicznie jest dokładnie w tym samym wieku jak wtedy, gdy osiem miesięcy wcześniej zapadał w letargsen. Naukowcy badają skwapliwie ten fenomen, upatrując w nim sekretu długowieczności.

Przez osiem miesięcy - od wczesnej jesieni do wiosny - świstaki żółtobrzuche śpią zahibernowane w swoich norach, by przetrwać mroźną zimę. Naukowcy zauważyli, że przez ten czas, dość długi przecież, świstaki ani trochę się nie starzeją. Niby nic nowego, wiadomo wiadomo już bowiem, że hibernacja, stan, w którym temperatura ciała znacznie spada i wszystkie procesy życiowe mocno zwalniają, opóźnia starzenie bardziej niż zwykły sen. Dotychczasowe badania dowiodły, że chomiki tureckie, które spędzają więcej czasu w stanie uśpienia, zwykle żyją dłużej, a krótsze okresy hibernacji niedźwiedzi czarnych wiążą się z szybszym rozpadem telomerów, ochronnych końcówek chromosomów, które z wiekiem się kurczą. Ale wciąż nie wiadomo, w jaki dokładnie sposób hibernacja wpływa na długowieczność.

Jedna z teorii mówi, że hibernujące zwierzęta są mniej narażone na choroby i ataki drapieżników, co pozwala im przeżyć dłużej niż zwierzętom podobnej wielkości, które nie zapadają w sen zimowy. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Los Angeles (UCLA) uważają jednak, że sama hibernacja może znacznie spowolnić proces starzenia, pisze "Discover Magazine". Potwierdziły to badania terenowe. Zespół badaczy biwakował w terenie, obserwując dzikie świstaki. Rejestrowano daty ich narodzin i regularnie pobierano próbki DNA, aby precyzyjnie określić ich wiek biologiczny.

Z biologicznego punktu widzenia starzenie się to proces akumulacji uszkodzeń komórek powstających w wyniku naturalnych procesów życiowych i uszkodzeń spowodowanych przez środowisko. U większości ludzi wiek biologiczny dokładnie odpowiada ich wiekowi chronologicznemu i można go dokładnie określić na podstawie znaczników chemicznych w różnych miejscach genomu. Te tzw. znaczniki metylacji DNA z wiekiem przetasowują się czasem zanikają lub nakładają. Jest to proces nieunikniony, dlatego można na jego podstawie określić wiek człowieka z dokładnością do kilku lat.

Naukowcy odkryli, że podczas hibernacji u świstaków metylacja DNA dramatycznie spowalnia. Temperatura ich ciała spada wtedy do zaledwie kilku stopni powyżej zera, a ich metabolizm zwalnia. "Spalają zaledwie gram tłuszczu dziennie. Jak na zwierzę o wadze od pięciu do sześciu kilogramów jest to niewiarygodna wydajność" - wyjaśnia kierownik badań Daniel Blumstein, profesor ekologii i biologii ewolucyjnej na UCLA. I dodaje, że dopiero gdy świstaki wychodzą wiosną z nor, ich zegary biologiczne zaczynają tykać w normalnym tempie.

Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że hibernujący świstak nie żyje, bo oddycha zaledwie raz na minutę. Ale przy dokładnym zbadaniu okazuje się, że nie jest to stan jednorodny. Co mniej więcej dwa tygodnie całkowite odrętwienie przerywane jest okresami kilkugodzinnego pobudzenia. Pod koniec okresu hibernacji te okresy pobudzenia wydłużają się. Uważa się, że przejście z letargu do pobudzenia powoduje aktywność komórkową związaną z procesem starzenia - m.in. tym stres oksydacyjny i akumulację wysoce reaktywnych substancji chemicznych, które uszkadzają DNA i struktury komórkowe. Autorzy badania sugerują, że skuteczna hibernacja może tłumić te działania i spowalniać proces starzenia. W dodatku potwierdzono związek mocno spowolnionego metabolizmu, braku pożywienia i niskiej temperatury ciała z długowiecznością i zmniejszonym ryzykiem chorób związanych z wiekiem.

Być może zrozumienie, w jaki dokładnie sposób te procesy wydłużają życie, pomoże kiedyś w opracowaniu terapii lub profilaktyki, która umożliwi zdrowsze starzenie się ludziom. W pierwszej kolejności odkrycia te będą mogły być wykorzystane w krionice, a więc w zamrażaniu narządów do przeszczepów. Badania nad hibernacją świstaka są interesujące również dla NASA, która bada możliwości wprowadzania organizmów w sztuczny stan hibernacji, co wydaje się idealnym rozwiązaniem w przypadku wysyłania ludzi w długoterminowe misje kosmiczne.