28.12.2024, 18:10

Землеройка «уменьшает» свой мозг, чтобы пережить зиму! Это может лечить Альцгеймер у людей

Евразийская обыкновенная бурозубка поразила ученых. Оказывается, крошечный млекопитающий способен «уменьшать» размеры своего мозга, чтобы выжить в холодное время года -, а затем восстанавливать орган весной. Новые исследования раскрыли генетические механизмы в основе уникального явления и указали на подсказки для борьбы с нейродегенеративными заболеваниями у людей.

Юрий Гандрабура

Журналист-переводчик

Теги:

Нетленка

Животные

Болезни

Мозг

mammal.org.uk

Животный мир полон удивительных существ, — однако бурозубка (Sorex araneus) выделяется на любом фоне. Так, известно: медведи полагаются на накопленный жир для зимней спячки. Однако бурозубка буквально сокращает размеры своих органов, — включая мозг, — дабы пережить суровые холода. Это явление известно как феномен Дегнеля и стало объектом пристального внимания ученых, ведь эти механизмы могут пролить свет на проблемы метаболизма и нейродегенерации у людей.

Обыкновенная землеройка в снегу /

Hanna Knutsson/CC-BY-NC-ND 2.0

Бурозубки — небольшие хищные зверьки в Северо-Западной и Центральной Европе, а также Сибири. Их также называют землеройками: в длину они не больше 5,5-8,2 сантиметров, а весят 5-12 граммов. Питаются землеройки мелкими амфибиями и даже грызунами, но чаще — насекомыми, слизнями, пауками. Чтобы выжить, бурозубке необходимо потреблять еды за день в 2-3 раза больше собственного веса.

Уникальная стратегия выживания землеройки

Землеройки приспособились к суровым зимам за счет уменьшения массы тела примерно на 18%: это включает потерю четверти массы мозга и уменьшение других энергозатратных органов. Правда, уже весной они восстановятся и позволят животному продолжить свою короткую, но интенсивную жизнь.

Это удивительное явление, — описанное польским зоологом Августом Дегнелем, — позволяет бурозубкам пережить холодные месяцы с минимальными запасами энергии. Так, ученые заинтересованы в том, как именно организм бурозубки запускает и регулирует удивительный процесс, ведь у людей подобные изменения могли бы привести к серьезным последствиям, — то есть к нейродегенерации.

Генетическая разгадка феномена Дегнеля

В новом исследовании от ноября 2024 года ученые из США, Германии и Дании сравнили активность генов гипоталамуса бурозубки с генами 15 других видов млекопитающих, — включая приматов и грызунов.

Гипоталамус отвечает за регулирование обмена веществ и стал ключевой областью для анализа, ведь он также играет важную роль в адаптации к изменениям окружающей среды.

Обыкновенная и евразийская землеройки (род Sorex), сравнение размеров /

wikimedia.org

Западные эксперты обнаружили у землеройки сотни генов, которые меняют свою активность в зависимости от сезона. Среди них особенно выделился ген BCL2L1, связанный с разрушением клеток.

Ген BCL2L1 позволяет бурозубке сокращать количество нейронов в осенне-зимний период и восстанавливать их весной.

Эксперименты на клетках мозга хорька подтвердили роль BCL2L1 в этом процессе.

Сравнение генов бурозубки с аналогичными генами у других млекопитающих выявило пять ключевых последовательностей, важных для эволюции феномена Дегнеля.

Некоторые из описанных генов участвуют в переработке мембранных белков и функционировании синапсов нервных клеток, а также связаны с ожирением и болезнью Альцгеймера у людей.

Распространение болезни Альцгеймера у людей с тяжелыми формами заболевания (справа — сильная нейродегенерация мозга) /

National Institute on Aging, National Institutes of Health

Польза для людей

Открытие 2024 года о генах бурозубки особенно важно, поскольку нарушения метаболизма все чаще связывают с нейродегенеративными заболеваниями, — отмечают западные ученые.

Умение бурозубки намеренно «уменьшать» свой мозг для сохранения энергии может дать новые идеи для диагностики и лечения когнитивных расстройств у людей. Так, если ученым удастся понять, как именно регулируется процесс уменьшения и восстановления мозга, это может привести к созданию инновационных методов борьбы с когнитивным упадком.