Веселин Денков - На грани жизни

В различных исследовательских лабораториях проводились опыты, в которых экстракт из мозга умерщвленных зимнеспящих ежей, летучих мышей и золотистых хомяков был введен не зимоспящим бодрствующим кошкам и собакам. В результате животные впадали в сонливое состояние, температура их тела несколько понижалась, но добиться у них настоящей зимней спячки не удалось.

Подобные исследования были проведены Ноулом в 1952 г. Он выделил из мозга впавших в зимнюю спячку млекопитающих вещество, вызвавшее впадание в зимнюю спячку даже у тех видов, которым она не свойственна, — у собак и кошек, причем она продолжалась от 2 до 40 дней.

Английские и шведские биохимики направили свои усилия на то, чтобы выделить фактор сна из организма животных, впадающих в летнюю спячку. В качестве объекта изучения они выбрали африканскую двоякодышащую рыбу — протоптера (см. гл. «Существует ли летняя спячка в животном мире?»). Они получили экстракт мозга этого вида рыбы во время ее летней спячки и ввели его лабораторным белым крысам. В результате у них наблюдалось понижение температуры тела и они впадали в состояние глубокого сна.

Другие ученые провели опыты над впадающими в зимнюю спячку золотистыми хомяками и ежами, исследуя содержание свободных аминокислот в их мозге. Было установлено, что во время зимней спячки активность фермента глутаминдекарбоксилазы повышена, и поэтому содержание гамма-аминомасляной кислоты выше нормы. Предполагается, что это вещество и продукты его распада угнетают центральную первую систему и вызывают сонное состояние. Однако предположение, что зимняя спячка наступает под воздействием гамма-гидроксимасляной и гамма-аминомасляной кислот, не доказано, так как понижение процессов обмена веществ и температуры тела у подопытных животных (кроликов, кошек, собак и других млекопитающих) достигается и путем введения экстракта из других тканей зимоспящих животных.

Интересные опыты проведены с переливанием крови от впавшего в зимнюю спячку тринадцатиполосного суслика (Citellus tridecemlineatus) и альпийского сурка (Marmota marmota) таким же животным в период их активности. Результаты оказались сходными с результатами применения мозговых экстрактов — появились признаки настоящей зимней спячки. Она наступала даже тогда, когда использовалась консервированная кровь длительного хранения, которую переливали животным в активный период их жизни (летом). Более того, подобный эффект получался и при введении сыворотки крови и промытых кровяных клеток, взятых у впавших в зимнюю спячку животных.

Установлено, что во время зимней спячки у ежей, да и у некоторых других млекопитающих, увеличивается ткань Лангергансовых островков и повышается число бета-клеток, производящих инсулин. Однако повышение выработки инсулина, по мнению ряда ученых, не является сопутствующим признаком или причиной впадания в зимнюю спячку, но, несомненно, необходимо для ее подготовки, так как инсулин исключительно активен при образовании жиров и при распаде гликогена в печени. К концу зимнего периода количество инсулина уменьшается, так как он поступает в небольших дозах в кровь и главное — участвует во многих процессах при пробуждении. В конце зимней спячки выработка инсулина приспосабливается к повышенным требованиям при окончательном пробуждении животного весной. В связи с тем что низкий уровень сахара в крови и пониженная температура тела типичны для зимней спячки, некоторые ученые считают зимнюю спячку одним из видов инсулинового наркоза. В доказательство этого они смогли с помощью введения инсулина (а также инсулина и солей магния) вызвать искусственную зимнюю спячку у ежа, которая была очень близка к естественной. Но у других видов животных этот эксперимент не удался.

В результате ряда других опытов было установлено, что при удалении щитовидной железы у зимоспящих животных они не в состоянии впадать в гибернацию. Когда тем же животным вводили гормоны этой железы (тиреоидные гормоны), они могли впасть в состояние зимней спячки. Подобные результаты были получены и с гормонами надпочечников и половых желез, которые также нужны для впадания в зимнюю спячку.

Доказано, что в конце гибернации все органы внутренней секреции, включая и гипоталамус, действуют с повышенной активностью. При пробуждении необходима значительная энергия для согревания организма, что невозможно без усиления выработки гормонов.

В 1977 г. американские физиологи X. Суэн и Ч. Шат посредством введения экстракта мозговой ткани, взятой у животных, находившихся в состоянии зимней спячки, сумели вызвать у теплокровных животных понижение обмена веществ на 35 % и температуры тела на 5 °C.

В ноябре 1982 г. советские исследователи из Института биофизики Академии наук СССР сумели искусственно вызвать состояние зимней спячки v животных с постоянной температурой тела. Опыты были проведены весной на трех группах белых мышей. Первой группе ввели экстракт ткани, полученный в декабре — январе от сусликов, находившихся в состоянии естественной глубокой зимней спячки. Второй группе мышей ввели экстракт тех же тканей сусликов, но полученный в их активный летний период. Третья группа мышей была контрольной — им вводили физиологический раствор. Экстракт получали из эпителия кишок, где синтезируются нейропептиды, которые в дальнейшем поступают в мозг и играют роль регуляторов сложных процессов в нервной системе. Результаты показали, что введение в организм мышей экстракта из тканей сусликов, находящихся в состоянии зимней спячки, существенно понижало потребление кислорода и температуру тела в зависимости от дозы. При введении 1 мкг на 1 г веса потребление кислорода падало до 61 %, а через 4 ч после введения температура тела падала до 32,8 С. При введении 2 мкг на 1 г веса обмен веществ понижался до 76 %, а температура тела к седьмому часу падала до 25 °C. У некоторых животных через 6 ч она упала до 22,5 °C, т. е. мало отличалась от температуры помещения, где проводился опыт. У второй группы мышей, которым вводили экстракт, взятый от сусликов в период их летней активности, не наблюдалось отличия от контрольной группы мышей, которым вводили только физиологический раствор. По мнению советских ученых, в организме зимоспящих животных вырабатывается или резко увеличивается концентрация одного или нескольких веществ, которые до сих пор не удалось идентифицировать. Сначала они понижают обмен веществ, а потом и температуру тела. Советские ученые предполагают, что действие этих веществ подобно действию вещества, выделенного из мозга и крови зимоспящих животных, в вышеописанных опытах [11] Эти опыты проведены в группе кандидата биологических наук С. Г. Колаевой .