Zdumiewająco przystosowały się do zimy. Zmniejszają decydujący organ

Najczęściej z zimą i przetrwaniem tego trudnego okresu kojarzymy zapadanie w sen zimowy. Jak informowaliśmy sen zimowy to adaptacja zwierząt do trudnych warunków zimowych, która pozwala im przetrwać niskie temperatury i brak pożywienia. Niektóre zwierzęta potrafią przespać z tego powodu nawet 9 miesięcy w roku. miesięcy. Jednak niektóre zwierzęta potrafią zmniejszać swoje narządy specjalnie na czas zimy.

Małe zwierzątka potrafią zmniejszać mózgi

Jak można wyczytać na łamach Molecular Biology and Evolution Międzynarodowy zespół naukowców, z udziałem Uniwersytetu Alabamy (UAB), przeprowadził badanie wyjaśniające ewolucyjne pochodzenie zjawiska Dehnela – unikalnej adaptacji sezonowej u małych ssaków, która polega na zdolności do zmniejszania i przywracania objętości oraz funkcji mózgu.

Fenomen Dehnela jest rzadkim zjawiskiem, które polega na sezonowym zmniejszaniu i ponownym powiększaniu objętości mózgu, a także niektórych narządów. Zjawisko to zachodzi u niektórych gatunków małych ssaków. Najbardziej reprezentatywnym przykładem są ryjówki aksamitne (Sorex araneus), potrafiące na czas zimy zredukować masę mózgu nawet o 30 proc. Kurczą się wręcz w oczach – widać jak zmniejsza się im czaszka. Proces ten obejmuje również inne organy wewnętrzne, takie jak serce i wątroba. Obserwacje potwierdzają badania obrazowe z użyciem rezonansu magnetycznego.

Fenomen Dehnela przede wszystkim pozwala zwierzętom zmniejszyć zużycie energii w trudnym okresie. Zimą dostęp do pokarmu jest mocno ograniczony. Ta redukcja objętości mózgu i innych narządów „odwraca się” wraz z nadejściem wiosny.

Jak ryjówki zmniejszają mózgi?

Zespół naukowców zidentyfikował geny związane z kilkoma podstawowymi procesami, takimi jak homeostaza energetyczna i sygnalizacja wapniowa, niezbędne do regulacji równowagi energetycznej w wymagających środowiskach. Geny te wpływają m.in. na integralność bariery krew-mózg, która zapewnia skuteczną kontrolę cząsteczek uzyskujących dostęp do mózgu w trakcie cyklu sezonowego. Mają one też wpływ na regulację wody, która związana jest z odwracalną utratą objętości mózgu bez obumierania komórek.

Badacze dokonali tego dzięki genomice porównawczej i analizie ekspresji genów w kluczowych tkankach, takich jak podwzgórze. Okazuje się, że geny są kluczem zrozumienia, w jaki sposób osiąga się tę adaptację.

Co najciekawsze – ta sezonowa redukcja mózgu i narządów następuje bez masowej apoptozy, czyli śmierci komórek. Tym samym te małe ssaki wraz z nadejściem wiosny powracają do normalnej wielkości. Ryjówki potrzebują tylko kilku tygodni, by powrócić do poprzedniej masy mózgu. Zachowują przy tym pełną sprawność.

Jak zjawisko Dehnela może pomóc ludziom?

Plastyczność, której przejawem jest zjawisko Dehnela, wpływa na przeżywalność, reprodukcję i odporność na zmienność klimatu. Zdaniem zespołu badawczego, mimo że gatunki te nie są ludźmi, zrozumienie mechanizmów umożliwiających odwracalną redukcję objętości mózgu bez trwałych uszkodzeń może zainspirować nowe kierunki badań w neurologii i metabolizmie.

Identyfikacja mechanizmów związanych z regulacją energii w mózgu otwiera nowe pytania dotyczące plastyczności tkanek u ssaków i jej potencjalnego zastosowania biomedycznego

---

Jak twierdzą badacze homeostaza energetyczna i bariera krew-mózg wskazuje na potencjalne biomarkery i cele terapeutyczne chorób neurodegeneracyjnych, ale są potrzebne dodatkowe badania.