Человечество давно мечтает о межзвездных перелетах, но длительные космические путешествия сопряжены с серьезными рисками. Одним из потенциальных решений этой проблемы является гибернация. Способность впадать в долгую “спячку” помогла бы астронавтам выдерживать длительные перелеты между звездами. Ученые считают, что такую способностью людям может дать кровь летучих мышей.
Если человечество собирается путешествовать к соседним звездам, таким как Проксима Центавра, которая находится на расстоянии 4,24 световых года, оно должно учитывать тот факт, что даже при скорости, близкой к скорости света, такие путешествия могут занимать десятилетия. Таким образом, гибернация может стать необходимой для будущих космических миссий, позволяя астронавтам «спать» в течение длительных периодов времени.
NASA уже много лет исследует эту идею. Ученые даже изучали модели гибернации арктических сусликов. Однако команда ученых из Германии под руководством Геральда Керта из Университета Грайфсвальда обратила внимание на летучих мышей и их способность впадать в крайне эффективную спячку.
Кровь летучих мышей
Исследование сфокусировано на роли эритроцитов, специфического типа красных кровяных телец, в процессе гибернации. Гибернация является важной биологической стратегией для многих млекопитающих, позволяя им экономить энергию и выживать в условиях ограниченных ресурсов.
Керт и его исследовательская группа провели обширные анализы эритроцитов как у впадающих в спячку летучих мышей (конкретно, у вида Nyctalus noctula), так и у не впадающих в спячку летучих мышей (Rousettus aegypticus), а также образцов человеческой крови.
Понимание того, как кровяные клетки адаптируются во время гибернации, жизненно важно, поскольку впадающие в спячку животные по-прежнему нуждаются в функционирующей системе кровообращения для доставки кислорода к тканям, даже когда их температура тела значительно снижается.
Ученые заметили, что кровяные клетки изменяют свою форму в ответ на изменения давления и размеров кровеносных сосудов. Это побудило их исследовать, могут ли экстремальные условия во время гибернации также вызывать изменения в кровяных клетках. То, что они обнаружили, было очень интересным: по мере того, как внутренняя температура впадающих в спячку видов падала с 37°C до примерно 23°C, структура эритроцитов у всех исследованных видов значительно изменялась. Клетки становились менее эластичными и более вязкими, что указывает на физиологическую адаптацию для экономии энергии в холодных условиях.
Интересно, что исследование выявило значительное различие: в то время как эритроциты летучих мышей продолжали трансформироваться по мере того, как температура падала до 10°C, человеческие кровяные клетки прекращали свой ответ при более низких температурах. Это говорит о том, что летучие мыши обладают уникальными адаптациями, которые позволяют им выдерживать экстремальный холод. Эта потрясающая способность могла бы очень сильно пригодиться людям.
Гибернация в медицине
Гибернация может сделать реальными длительные космические путешествия, но это долгосрочная цель. Пока же мы не летим к другим звездам, данный метод может пригодиться и на Земле.
Непосредственные последствия этого исследования могут совершить революцию в медицине. Ученые считают, что умение манипулировать механическими свойствами человеческих кровяных клеток может оптимизировать кровообращение для фармацевтических целей.
Современные хирургические методы, такие как глубокая гипотермическая остановка кровообращения (ДГК), уже используют контролируемую гипотермию для временной остановки функции мозга во время сложных операций. Новое исследование может сделать такие операции более безопасными.
В конечном счете, исследование демонстрирует глубокие знания, которые животный мир может дать о стратегиях выживания и физиологических адаптациях. Изучая способности летучих мышей к гибернации, ученые могут проложить путь для человека к пересечению космоса. В будущем гибернация может стать важным аспектом межзвездных путешествий.
Исследование опубликовано в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
