Smegenų apsauga be vaistų: mokslininkai tiria, ką žmogaus kūnas prisimena iš gyvūniškos praeities

Pasak tyrėjų, šie genai ir jų reguliavimo procesai gali būti raktas į pažangų medikamentinį gydymą ir net galimybę žmogaus kūnui įgyti savybių, kurios iki šiol buvo laikomos išimtinėmis tik gyvūnams. Kai kurie gyvūnai, pavyzdžiui, žeminių voverių rūšys, turi gebėjimą laikinai tapti atsparūs insulinui.

Šis procesas leidžia jiems greitai priaugti svorio prieš pasineriant į žiemos miegą. Vėliau, pradėjus hibernacijos būseną, ši atsparumo būsena palaipsniui išnyksta. Ši funkcija yra visiškai natūrali ir grįžtama. Jei mokslininkams pavyktų tiksliai suprasti, kaip šis mechanizmas veikia, tai galėtų padėti rasti naujų būdų kovoti su 2 tipo cukriniu diabetu, kurio pagrindinis požymis yra būtent atsparumas insulinui.

Kitas pastebimas reiškinys tarp hibernuojančių gyvūnų yra jų nervų sistemos apsauga nuo žalos, kuri paprastai kyla, kai kraujotaka staiga sugrįžta į organus. Pavyzdžiui, pasibaigus žiemos miegui smegenys vėl aprūpinamos krauju. Žmonėms tokia situacija dažnai sukelia insultą ar kitas komplikacijas, tačiau hibernuojantys gyvūnai turi mechanizmus, kurie nuo to apsaugo. 

Mokslininkai kelia prielaidą, kad jei būtų galima suaktyvinti žmonių genuose esančius tuos pačius gynybos mechanizmus, būtų galima išvengti tokių pažeidimų arba juos sumažinti.

Tyrime, paskelbtame mokslo žurnale, mokslininkų grupė analizavo genų valdymo sistemą, kuri padeda reguliuoti gyvūnų metabolizmą žiemos miego metu. Jie atrado konkrečius genetinius elementus, vadinamus reguliavimo sritimis, kurios veikia kaip jungikliai įjungiant arba išjungiant tam tikrus genus. Nors žmonės nežiemoja kaip kai kurie gyvūnai, jų genome egzistuoja tie patys genetiniai rinkiniai, tik galimai iki šiol neaktyvūs.

Eksperimentuose naudoti pelės modeliai. Nors pelės nežiemoja, jos geba pasiekti vadinamąją „torpor“ būseną. Tai trumpalaikis energijos išteklių taupymo režimas, kai sumažėja medžiagų apykaita, kūno temperatūra ir judrumas. 

Tyrime pelėms buvo taikytas CRISPR metodas, kuris leido selektyviai išjungti tam tikras reguliavimo sritis. Mokslininkai pastebėjo, kad kai kurios šių sričių išjungimas paveikė pelių svorį, medžiagų apykaitos greitį ir net maisto paieškos elgseną.

Vienas iš išjungtų elementų, pavadintas „E1“, moterims pelėms lėmė didesnį svorio prieaugį, kai jos buvo maitinamos riebiu maistu. Tuo tarpu kito elemento „E3“ išjungimas paveikė tiek patinų, tiek patelių elgesį ieškant maisto, rodančią galimą šių reguliavimo sričių įtaką sprendimų priėmimo procesams. Tai leidžia manyti, kad genetiniai mechanizmai susiję ne tik su fiziologiniais, bet ir su elgsenos pokyčiais.

Nors šie rezultatai žada daug, mokslininkai pabrėžia, kad šis mechanizmas dar nėra visiškai ištirtas ir negalima tiesiogiai taikyti tokių pačių pokyčių žmogaus genome. Žmonės negali natūraliai pasiekti „torpor“ būsenos vien tik nevalgydami, kaip tai daro pelės, todėl tyrimai turi būti tęsiami pasitelkiant ir kitus gyvūnus bei analizuojant ilgalaikes pasekmes.

Svarbu ir tai, kad kai kurie eksperimentų rezultatai skyrėsi priklausomai nuo lyties. Kol kas lieka neaišku, kodėl genų išjungimas turi skirtingą poveikį patinams ir patelėms. Tai rodo, kad šie mechanizmai yra sudėtingi ir priklauso nuo daugybės vidinių ir išorinių veiksnių. 

Nepaisant dar neišspręstų klausimų, tyrimo autoriai tikisi, kad ateityje šių hibernacijai giminingų genų veikla galės būti reguliuojama vaistais. Tai reikštų, kad žmonės galėtų pasinaudoti hibernacijos teikiamais privalumais, pavyzdžiui, apsaugoti smegenis nuo žalos, neprivalėdami iš tiesų pereiti į žiemos miego būseną.

Šis atradimas atveria naujas galimybes tiek medicinoje, tiek žmogaus biologijos pažinime. Jis rodo, kad mūsų organizme dar glūdi potencialas, kurį galbūt galima išlaisvinti, pasitelkus mokslą ir technologijas. Kol kas lieka tikėtis, kad ateities tyrimai padės saugiai ir veiksmingai pritaikyti šias žinias žmonių sveikatai gerinti.