Na czym polega sen zimowy niedźwiedzi?
Hibernacja ssaków, potocznie nazywana snem zimowym, snem nie jest. O tym, jak działa organizm podczas hibernacji i dlaczego ssaki muszą budzić się w ciągu zimy, opowiada dr Michał Wojciechowski z Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu.
Wśród ssaków, które zapadają w zimowe odrętwienie są m.in. jeże, chomiki, susły, świstaki, nietoperze, kolczatki czy lemury, a także niedźwiedzie.
- Chociaż przyjęło się nazywać odrętwienie snem zimowym, to snem ono nie jest - mówi dr Michał Wojciechowski z Wydziału Biologii i Ochrony Środowiska Uniwersytetu Mikołaja Kopernika w Toruniu. Tłumaczy, że sen w biologii jest precyzyjnie zdefiniowany, składa się z faz, w których obserwujemy zarówno aktywność mózgową, jak i aktywność mięśni. Tymczasem u hibernujących zwierząt taka aktywność jest bardzo ograniczona. Nie występuje np. faza snu REM, a to podczas niej pojawiają się sny. - Stąd możemy zakładać, że hibernujące zwierzęta nie mają żadnych snów - uważa dr Wojciechowski. Przyznaje jednak, że dyskusja o tym, czy hibernacja jest rodzajem snu, trwa wśród naukowców od kilkudziesięciu lat.
Podczas hibernacji u ssaków tempo przemiany materii jest przynajmniej 20 razy mniejsze niż normalnie, a temperatura ciała jest zazwyczaj o 1 st. Celsjusza wyższa od temperatury otoczenia (u europejskich nietoperzy może obniżyć się nawet do ok. 4-5 st. Celsjusza). Dr Wojciechowski zaznacza, że temperatura u większych zwierząt - np. niedźwiedzi, nie spada aż tak drastycznie (u baribala, amerykańskiego niedźwiedzia - obniża się do ok. 30 st. Celsjusza). - Dlatego biolodzy w przypadku niedźwiedzi nie mówią o hibernacji, ale raczej o letargu - przyznaje badacz. Poza tym biolog zaznacza, że podczas odrętwienia niemal nie funkcjonuje układ immunologiczny zwierzęcia - patogeny zwalczane są dopiero, kiedy tempo metabolizmu wróci do normalnego poziomu.
W czasie poprzedzającym hibernację, kiedy skraca się dzień, zwierzęta wybierają sobie bezpieczne lokum na zimę (tzw. hibernakulum), w którym temperatura jest niska, ale raczej stabilna. Zanim rozpoczną hibernację, magazynują energię - chomiki mogą wypychać swoje nory pokarmem, a inne zwierzęta, np. świstaki czy nietoperze - gromadzą tkankę tłuszczową. U zwierząt wzrasta aktywność tzw. brunatnej tkanki tłuszczowej, która służy tylko do produkcji ciepła potrzebnego m.in. po to, by się wybudzić. - Dzięki tej tkance zwierzę jest w stanie wygenerować szybko dużo ciepła, podgrzać krew i w ciągu kilkunastu do kilkudziesięciu minut się wybudzić - zaznacza naukowiec. Dodaje, że źródłem energii potrzebnej do zwykłych czynności życiowych jest inna tkanka - żółta tkanka tłuszczowa.
Jak opowiada dr Wojciechowski, ssaki co jakiś czas - np. co kilkanaście dni, miesiąc, a w przypadku nietoperzy nawet 80 dni - muszą się wybudzać, m.in. po to, by oddać mocz, napić się, sprawdzić, co się dzieje w otoczeniu czy pożywić się (np. w przypadku chomików). - Według niektórych teorii, zwłaszcza dotyczących susłów, zwierzęta budzą się też, by... się wyspać - dodaje rozmówca. Dr Wojciechowski opowiada, że mózg susła, który wybudzi się ze snu zimowego, działa podobnie jak u zwierzęcia, które długo nie spało.
Zwierzęta z hibernacji wychodzą również w reakcji na bodźce z zewnątrz - np. kiedy się ich dotyka, albo kiedy w otoczeniu zrobi się zbyt zimno - wtedy zwierzę musi poszukać bezpieczniejszego schronienia. Taki okres aktywności, zwany wybudzeniem śródhibernacyjnym, trwać może od kilku godzin nawet do doby. Po tym czasie zwierzę znów zapada w odrętwienie. Dr Wojciechowski przyznaje, że wybudzenie jest to proces bardzo kosztowy energetycznie - zwierzę zużywa na nie 75 proc. energii przeznaczonej na całą hibernację. Dlatego tak ważne jest, by nie budzić zwierząt z odrętwienia.
Zdaniem dr. Wojciechowskiego odległa jest jeszcze wizja tego, by hibernacji poddać człowieka, a potem go z niej wybudzić. - Nasze układy enzymatyczne nie pozwalają, byśmy funkcjonowali z niskim tempem metabolizmu, a więc i przy niskiej temperaturze ciała. Cała +maszyneria+ w naszych organizmach przystosowana jest do działania w temperaturze ciała powyżej 35 st. Celsjusza - komentuje. Przyznaje, że problemem byłoby m.in. to, jak podnieść temperaturę ciała, by doprowadzić organizm na powrót do stanu używalności. W końcu nie dysponujemy dobrze rozwiniętą brunatną tkanką tłuszczową. - Poza tym hibernacja byłaby dla nas na pewno kosztowna biologicznie - uważa.
