Состояние торпора контролируется группой нейронов в гипоталамусе. Оказалось, эти клетки чувствительны к воздействию ультразвука. Он позволяет по желанию запускать спячку у мышей и поддерживать ее столько, сколько потребуется.
Пережидая неблагоприятное время, многие животные способны впадать в спячку (торпор), замедляя дыхание и сердцебиение, температуру тела и метаболизм. Человеческая физиология не предусматривает такого «спящего режима» работы организма. Однако эта возможность была бы очень полезной — например, на время хирургической операции или долгого космического перелета. Поэтому ученых весьма интересуют механизмы, участвующие в запуске и поддержании торпора у животных. «Включить» у мышей его удалось исследователям из Университета Вашингтона в Сент-Луисе. Их статья опубликована в журнале Nature Metabolism.
Ранее было показано, что состояние торпора контролируют клетки преоптической зоны гипоталамуса. Ученые даже получали ГМ-мышей, нейроны которых можно было активировать излучением или химическими сигналами, и с их помощью вводили животных в спячку даже при совершенно обычных, неподходящих для нее, обстоятельствах: когда грызуны находились в тепле и обильно питались. Для людей такие подходы, конечно, неприменимы. Поэтому авторы новой работы обратились к менее опасному и инвазивному методу.
Дело в том, что на мембранах некоторых нейронов, в том числе в преоптической зоне, есть ионные каналы TRPM2 — поры, которые можно активировать ультразвуком. Этим и воспользовалась Хун Чэнь (Hong Chen) с коллегами. Они закрепляли на голове подопытных животных миниатюрный источник ультразвуковых волн, а затем рассмотрели, как мыши реагируют на разные варианты такого воздействия.
Обнаружилось, что они впадают в торпор в ответ на серию импульсов частотой 3,2 мегагерца: температура тела животных падала, сердцебиение замедлялось и так далее. Как только грызуны начинали выходить из спячки, ученые повторяли акустические импульсы, поддерживая их в этом состоянии вплоть до целых суток. После возвращения к норме у животных не обнаружили никаких побочных эффектов. Аналогичное воздействие на другие области мозга такого эффекта не вызывало.
Более того, с помощью ультразвука ученые сумели вызвать торпор и у крыс, у которых в естественных условиях его не бывает. Замедление метаболизма у них было не таким значительным: температура тела падала на один-два градуса против трех у мышей. Тем не менее это дает вполне реальную надежду на то, что когда-нибудь подобное состояние можно будет стимулировать у людей.
Автор: Сергей Васильев