Багато тварин, що впадають в зимову сплячку, такі як ховрахи і ведмеді, змушені місяцями існувати за рахунок одних жирових запасів організму. Зазвичай тривале голодування значно знижує масу тіла і функцію м’язів, але не у цих тварин. Вчені довго час намагалися зрозуміти, в чому криється секрет їх успіху.
Ще в 1980 році була запропонована ідея про «отримання азоту з сечовини», що припускає, що ховрахи використовують кишкових бактерій для переробки сечовини. Це кінцевий продукт білкового обміну, який у ссавців виводиться разом з сечею. Сечовина містить азот, і вчені вважали, що ховрахи можуть використовувати його повторно для синтезу білків під час сплячки. Тепер дослідники з університету монреаля підтвердили цю гіпотезу і представили докази в журналі science.
Відкриття має величезне значення для підтримки здоров’я космонавтів, оскільки гравітація пригнічує синтез білка, і люди під час космічного польоту, як ховрахи під час сплячки, стикаються з втратою м’язової маси. Посилення синтезу білка з використанням азоту сечовини могло б значно поліпшити стан космонавтів.
Під час експериментів вчені вводили в кров піддослідних ховрахів ictidomys tridecemlineatus сечовину, позначену ізотопами. Вони замінили звичайний для живих організмів ізотоп вуглець-12 на вуглець-13, а азот — 14-на азот-15. Це дозволило простежити долю таких атомів в організмі ховрахів на всіх етапах переробки сечовини.
Виявилося, з крові сечовина потрапляє в кишечник, де розщеплюється живуть там бактеріями. Виділений з неї азот вбудовується в метаболіти і потім з’являється вже в складі тканинних білків. Цей процес не спостерігався у ховрахів з виснаженим кишковим мікробіомом, що ще раз підтверджує роль бактерій.
Найактивніше включення азоту з сечовини в білки відбувалося в кінці зими. Як правило, більшість фізіологічних реакцій, навпаки, сповільнюються до виходу зі сплячки. Однак підтримка цього процесу дозволяє ховрахам прокидатися в хорошій фізичній формі, що вкрай важливо, так як сезон розмноження у них починається відразу після сплячки.
Відкриття актуальне не тільки для космічних польотів. Більше 805 мільйонів людей по всьому світу страждають від недоїдання і виснаження м’язів. Зниження м’язової маси на 30-50% спостерігається і у літніх людей. Тому результати роботи допоможуть в розробці нових способів поліпшення здоров’я людей, які з тих чи інших причин зіткнулися зі зниженням м’язової маси. Один з варіантів-створення таблеток, що містять необхідні для переробки сечовини бактерії.
