Hibernacja zatrzymuje zegar biologiczny

Biolodzy uważają, że zegar biologiczny zatrzymuje się na czas zimowej hibernacji. Zjawisko to zaobserwowano u chomików europejskich (Cricetus cricetus). To największy gatunek tych gryzoni, rzadko hodowany w niewoli.

U zahibernowanego zwierzęcia mózg funkcjonuje jak w czasie snu, zwalnia też metabolizm. Temperatura wewnętrzna spada np. u susłów północnych poniżej punktu zamarzania. Uznaje się, że hibernacja wyewoluowała ze snu jako forma oszczędzania energii zimową porą.

Wyniki niektórych badań wskazywały, że temperatura ciała nadal wzrasta i maleje w cyklu dobowym, jednak zmiany te nie są tak duże, jak w normalnych warunkach. Nikt nie sprawdzał natomiast, co dzieje się w samym zahibernowanym mózgu ani nie przyglądał się aktywności genów kontrolujących zegar biologiczny.

Florent Revel i Paul Pévet z Uniwersytetu Ludwika Pasteura w Strasburgu analizowali wpływ hibernacji na mózg wspomnianego chomika europejskiego. Okres między grudniem a marcem zwierzę to spędza zakopane w swojej norze. Na powierzchnię wychodzi tylko od czasu do czasu: 3-4-dniowy okres hibernacji przeplata się z 2-3 dniami aktywności.

Zespół biologów sztucznie wywołał u gryzoni hibernację, wyłączając w laboratorium światło i obniżając temperaturę do 8 stopni Celsjusza. Następnie określano aktywność 4 regulujących zegar biologiczny genów: Per1, Per2, Bmal1 i genu wazopresyny argininowej (ADH). Wszystkie znajdują się w zlokalizowanym w przedniej części podwzgórza parzystym jądrze nadskrzyżowaniowym (SCN, suprachiasmatic nuclei). W czasie hibernacji ich aktywność utrzymywała się na stałym poziomie, w normalnych warunkach podlega natomiast dobowym fluktuacjom (Proceedings of the National Academy of Science).

Po raz pierwszy zidentyfikowaliśmy stan fizjologiczny, w którym zegar biologiczny nie działa – emocjonuje się Pévet.

Inni eksperci zgłaszają jednak pewne wątpliwości. Craig Heller z Uniwersytetu Stanforda badał rytmy dobowe u zahibernowanych wiewiórek z gatunku Spermophilus lateralis. Jego zdaniem, badania Francuzów są interesujące, ale ich wyniki mogą się nie odnosić do gatunków innych niż chomik europejski. Poza tym monitorowanie aktywacji genów w mózgu może nie być dostatecznie czułą metodą oceny cyklów dobowych organizmu. Niewykluczone, że łatwiej jest wychwycić niewielkie zmiany w temperaturze niż aktywności molekularnej.

Pévet akceptuje zgłaszane uwagi, lecz jednocześnie uważa, że zrozumienie hibernacji i jej związków z rytmami dobowymi pozwoli lekarzom wprowadzać pacjentów w podobny stan w czasie operacji.

hibernacja zegar biologiczny chomik