Теория зимней спячки: режим дефицита как сон наяву.


Продолжаем разговор про энергетический баланс, про режим дефицита. Часто меня спрашивают, насколько режим дефицита – это плохо и как его можно избегать. На самом деле режим дефицита – это приспособление организма и, если научится, можно и из него получать пользу. Об этом и будет статья. По всем канонам медицины организм никогда не формирует реакции, которые носят исключительно вредоносный характер. Все реакции организма в ответ на любое повреждающее действие носят приспособительный характер и лишь при избыточности вот этой реактогенности или при избыточности патогенных факторов вот эти приспособительные реакции превращаются в реакции вредоносные, то есть они становятся собственно реакциями уже не саногенеза, а патогенеза.

Теория зимней спячки: режим дефицита как сон наяву.
Теория зимней спячки: режим дефицита как сон наяву.


Режим дефицита – это спячка.


Но от полезной или вынужденной спячки режим дефицита отличается тем, что биохимически вы спите, но вынуждены вставать, действовать и разговаривать. Поэтому метафора «как во сне» на самом деле близка к реальности – живя в режиме дефицита мы действительно как будто живем во сне.

Сигнал к спячке может быть разный, часто сигнал к переходу в диапаузу — это уменьшение продолжительности светового времени суток. Прочими сигналами могут быть уменьшение пищи, стресс, жара и прочие неблагоприятные условия. Т.е. сильный и длительный стресс, который животные не могут преодолеть вызывает переход в режим дефицита. Это спячка, диапауза, гибернация. В то время как сон является физиологически необходимостью, гибернация - это адаптация к климатическим условиям, достаточно сложный и опасный процесс, хотя вероятность выживания значительно увеличивается при последующих спячках. 
 

 
Обычно перед спячкой животные усиленно питаются и накапливают большие запасы питательных веществ в виде жира (в случае сезонной спячки до 30-40 % массы тела) и укрываются в убежищах с подходящим микроклиматом (гнёзда, норы, дупла и т. п.). В более широком значении используется термин диапауза. Диапауза — это состояние физиологического торможения обмена веществ и остановки формообразовательных процессов.

Спя́чка (зимняя — гибернация, летняя — эстивация) — период замедления жизненных процессов и метаболизма у гомойотермных животных в периоды малодоступности пищи, когда невозможно сохранять активность и высокий уровень метаболизма. Характеризуется снижением температуры тела, замедлением дыхания и сердцебиения, торможением нервной деятельности (т. н. «глубокий сон») и других физиологических процессов.

Бывает нерегулярная спячка — при внезапном наступлении неблагоприятных условий (енотовидные собаки, белки). Некоторые крупные млекопитающие (медведи, барсуки, еноты) впадают в зимний сон — разновидность гибернации с меньшим снижением уровней физиологических процессов и метаболизма. У бурого медведя при зимнем сне температура тела снижается мало (с 37° до приблизительно 31°C), и легко и быстро повышается при пробуждении. Некоторые виды проводят в спячке часть беременности, и в этом случае роды происходят сразу после выхода из спячки. Летняя спячка или эстивация, также называемая летней диапаузой, свойственна организмам низких широт и обеспечивает их выживание в засушливый период года. Часто она может наблюдаться у грызунов, лишённых в летний период полноценного и богатого водой корма. Например песчаный суслик в Средней Азии впадает в летнюю спячку в июне — июле. У сусликов летняя спячка обычно без перерыва переходит в зимнюю.

Летняя спячка наблюдается также у некоторых обитателей тропической зоны. У африканского ежа Atelerix albiventris она длится до трёх месяцев, а у мадагаскарских насекомоядных — тенреков — до четырёх месяцев. 
 
 

Спячка характерна и для приматов.


Неоднократные изменения климата, в том числе периодические похолодания, ставили ряд видов на грань существования, особенно в бескормный снежный период. Вероятно, именно тогда и появилась у млекопитающих спячка, у позвоночных животных возникшая вторично (зимнее оцепенение характерно для земноводных и пресмыкающихся умеренных и северных областей). О том, что зимой сони погружаются в глубокое оцепенение, знал еще Аристотель, хотя климат Греции всегда отличался мягкостью, а растительность - изобилием во все сезоны года. Кстати, заметим, что в теплом климате Южной Европы, Северной Африки и Передней Азии у сонь спячка может отсутствовать. Вероятно, можно считать, что спячка, появившаяся у сонь в историческом периоде в связи с похолоданием, стала впоследствии обязательным звеном в жизненном цикле, и отсутствие ее следует рассматривать как отклонение.

В ходе экспедиции на Мадагаскар ученые обнаружили, что два других вида лемуров: карликовый лемур Кроссли и лемур Сибри также могут впадать в спячку, зарываясь в мягкую лесную подстилку на три-семь месяцев. Недавно ученым впервые удалось проследить за работой мозга в голове примата, впавшего в спячку. Во время спячки мозг лемуров был крайне активен при высоких температурах, находясь в состоянии, напоминающем "быстрый сон" человека. Это говорит о том, что спячка приматов является не анабиозом, а некой формой сна, что позволяет использовать этих лемуров для изучения сна и метаболизма человека", — заявил Эндрю Кристал из университета Дьюка в Дареме (США).

Кристал и его коллеги открыли еще одну необычную деталь жизни одного из самых странных приматов — толстохвостых лемуров (Cheirogaleus medius), обитающих на Мадагаскаре. Эти небольшие животные длиной в 19 сантиметров и массой в несколько грамм являются единственными приматами на Земле, впадающими в спячку. Оказалось, что спячка лемуров кардинально отличалась от сна белок во время зимы. Различия были минимальными при низкой температуре воздуха, однако при ее повышении мозг лемура переходил в режим работы, похожий на "быстрый сон" человека — особую фазу повышенной активности мозга, во время которой зарождаются сновидения.

Данный факт, как считают авторы статьи, говорит об уникальном характере спячки и сна приматов, и позволяет использовать лемуров в качестве удобных моделей для изучения процессов, происходящих в организме спящих людей или обезьян. В свою очередь, это поможет понять, как возникают болезни, связанные с расстройствами сна и метаболизма.


Авторитетный исследователь Герхард Гельдмайер пришел к такому выводу: «Человек не так уж сильно отличается от других млекопитающих. И, в принципе, ничто не говорит против того, чтобы люди могли впадать в некое подобие зимнего сна». В подтверждение своей теории ученый приводит пример древних сибирских народностей, семьи которых по причине дефицита свежего мяса зимой с первым снегом у костра засыпали. Конечно, несколько раз в неделю члены такой семьи просыпались, чтобы насытить организм водой и полакомиться корочкой хлеба. А с приходом весны сибирские предки вели традиционный образ жизни и режим бодрствования и сна.

Обмен веществ, уровень гормонов различаются при спячке и при бодрствовании.



Переход в режим дефицита приводит к развитию лептинорезистентности и инсулинорезистентности! Это позволяет избежать побочных эффектов неподвижности. Кроме того, в режиме дефицита резко замедляется обмен веществ. Для некоторых животных спячка очень важна для здоровья. Например, если ежу не давать впасть в спячку, он начинает болеть.

Основное преимущество спячки и других рассмотренных состояний покоя состоит в том, что они позволяют существенно снизить энергозатраты. Даже если учитывать периодические пробуждения, млекопитающее во время зимней спячки тратит менее 15% того количества энергии, которая потребовалась бы ему для поддержания зимой нормальной температуры тела. Масштабы такой экономии, вероятно, лучше всего иллюстрирует тот факт, что многие впавшие в спячку звери в течение 5-7 месяцев существуют исключительно за счет жировых запасов, накопленных перед наступлением неблагоприятного сезона.

Например, медведи являются единственным видом животных из всех млекопитающих, которые на зимний период впадают в спячку, у которых длительная неподвижность на протяжении нескольких месяцев совершенно не приводит к потере костной ткани. Ученые установили, что сохранность костной массы медведей была обеспечена благодаря стойкому повышению в их крови уровня гормона лептина. Таким образом медведь неподвижно лежит несколько месяцев, но у него не возникает проблем с костями и мышцами. Круто!


 
 
Многие будут удивлены, узнав это, но базисные принципы этих процессов обнаруживаются при диабете. Все истинные млекопитающие, которые впадают в спячку, используют устойчивость к инсулину, в качестве сигнала к тому, что пора приступать к зимовке в берлоге. Низкая температура окружающей среды является тем, что изменяет их чувствительность к инсулину за время спячки, и они покидают свое логово без диабета и инсулинорезистентности. Это изменит правила игры для тех, кто страдает СД 2 типа. Это - программа адаптации, которая эпигенетически встроена в человеческую ДНК. Если мы изменим окружающую среду, в которой живем, мы будем в состоянии полностью обратить вспять метаболический синдром, повысить функцию надпочечников и щитовидной железы без проведения гормонзаместительной терапии вообще!

Летом полярные млекопитающие становятся инсулинорезистентными, поедая много сезонных фруктов и клубней, и они развивают устойчивость к инсулину, которая сигнализирует их гипоталамусу, что настало время залечь в логово и впасть в спячку. 30% фруктозы, которую вы едите, мгновенно влетает в жир, в отличие от 5% от глюкозы. Это естественный механизм, позволявший нашим предкам выжить. Фруктоза также подавляет гормон насыщения лептин и не снижает гормон голода грелин. Это позволяло нашим предкам съедать огромные количества фруктов, ведь важно накопить много жира на целую зиму!

Во время зимней спячки организм теплокровных животных обладает повышенной устойчивостью к инфекциям, нарушениям в сердечно-сосудистой системе и развитию рака. Изучая действие «гормонов спячки», ученые надеются найти пути к предотвращению этих заболеваний. 
 
Норияки Кондо с соавторами выделили из крови бурундуков специфический комплекс белков — НР20, который, по их мнению, и является ключевым гормоном, подготавливающим организм к наступлению спячки. Гормон НР20 синтезируется в клетках печени, секретируется в кровеносную систему и доставляется в головной мозг. Там белковый комплекс диссоциирует на два компонента — НР20с и НР55.


 
НР20, по-видимому, является ключевым, но далеко не единственным гормональным комплексом, подготавливающим организм теплокровного животного к наступлению спячки. Лептины — другой класс гормонов — информируют головной мозг об уровне жировых резервов организма. Повышение уровня лептинов в тканях головного мозга сигнализирует о готовности организма к наступлению периода спячки. По словам Норияки Кондо, азиатские бурундуки живут в 4-5 раз дольше таких же по размеру, но не впадающих в зимнюю спячку крыс. Так что изучение гормонов спячки поможет не только проникнуть в тайны иммунитета, но и, возможно, откроет путь к долголетию. Лептин - главный гормон и регулятор энергетического обмена, читайте весь лептиновый цикл.

Животные, зимующие подобным образом, готовятся к зиме при помощи запасания жира в имеющихся жировых клетках. Доказано, что непосредственно перед спячкой усиливается периферическая резистентность к инсулину, снижается утилизация глюкозы тканями организма, повышается резистентность к действию лептина и прокоагуляционная активность. В течение зимней спячки млекопитающие теряют 10% массы тела, и после нее они просыпаются худыми и здоровыми. Подобное сезонное изменение фенотипа, характеризующееся периодически развивающейся резистентностью к инсулину и набором веса, рассматривается исключительно с точки зрения приобретения животными ряда преимуществ, не последним из которых является увеличение продолжительности жизни.

 

 

Человек: сон наяву.


В 2006 г.была выдвинута теория «зимней спячки» как одной из моделей инсулинорезистентности в природе. Наиболее типичные проявления «зимней спячки» - супрессия РI3-киназного пути и нарастание инсулинорезистентности, экспрессии провоспалительных цитокинов адипоцитами, нарастание веса, повышение уровня инсулинемии и свободных жирных кислот в крови.

На начальных этапах человеческой эволюции висцеральный жир помогал преодолевать продолжительные периоды голода и зимних холодов . Главным биохимическим индуктором активации режима дефицита является уровень свободных жирных кислот (СЖК).
 
 

 
 
С современных позиций свободные жирные кислоты более не рассматриваются как пассивные субстраты, вовлеченные в метаболические процессы. Свободные жирные кислоты – это важные метаболические сигналы и участники липидных нарушений. В ряде ситуаций они ведут себя как гормоноподобные молекулы, влияя на транскрипцию генов, связываясь с рядом рецепторов. Среди рецепторов, которые связываются со СЖК/FFA или их дериватами, особое место занимают пероксисом пролифератор-активированные рецепторы – PPARs.

Существует индивидуальная зависимость от концентрации свободных жирных кислот (СЖК/FFA) в индукции феномена инсулинорезистентности. У большинства людей с избыточным весом повышено содержание СЖК/FFA в плазме крови. Быстрый подъем уровня СЖК/FFA приводит к острой инсулинорезистентности у лиц с диабетом и без диабета. Хроническое повышение уровня СЖК/FFA в плазме крови формирует инсулинорезистентность. В то же время нормализация СЖК/FFA на 50% повышает чувствительность к инсулину как у недиабетиков с избыточной массой тела, так и больных СД 2 типа. Повышенный уровень свободных жирных кислот ведет к снижению утилизации глюкозы тканями за счет нарушения окисления глюкозы и синтеза гликогена, снижения глюкозо-6-фосфата в мышцах, формирования дефектов транспорта глюкозы в клетки. 
 
 

 
 
В противоположность животным, человек построил свой образ жизни на постоянном потреблении пищи с постепенным увеличением массы тела из года в год. Мы как будто готовимся к зимней спячке, но никогда не зимуем подобным образом. Возможно, реакция, которая защищает организм на короткое время, потом становится причиной длительной инсулинрезистентности и связанного с ней риска развития сердечно-сосудистой патологии. Этот постоянный и неослабевающий с годами процесс, в конечном счете, приводит к истощению β-клеток и явной форме сахарного диабета.

Американские медики предлагают бороться с ожирением искусственным введением больных в состояние, похожее на сезонную спячку животных. Исследователи полагают, что при помощи лекарственных препаратов человека можно на несколько дней погрузить в сон. За это время организм «переключит» энергетический обмен с разложения глюкозы на переработку жировых отложений, что и приведет к снижению веса. Но этоже можно сделать проще, если начать питаться правильно.

Есть еще несколько моделей режима дефицита: беременность и метаболический синдром, развивающийся при терапии антипсихотиками (нейролептиками). Но об этом позже. 
 
 
Кстати, дневная сонливость - это опасный симптом. Я писал о том, что с ней делать.  
 

Комментарии

Архив

Показать больше

Ярлыки

телесность32 болезни30 интересно30 вес27 генетика25 видео24 семья24 экологичность23 мозг22 семинар здоровое питание22 советы18 тест18 цикл "день-ночь"18 измерение ресурсов здоровья17 сон17 стрессоустойчивость17 неврология16 свет15 здоровое общество14 традиции14 медицина13 завтрак11 инсулин11 рецепт11 водно-солевой баланс10 красота10 нейробиология10 самоидентичность10 семинар ваш ресурс стрессоустойчивости10 СМИ9 история9 минимализм9 наука9 природа9 беременность8 диагностика8 юмор8 практика7 температура7 воспитание6 инфекции6 осанка6 продуктивность6 социальные связи6 эволюция6 mtor5 иммунитет5 курс здоровая телесность5 микрофлора5 сознательность5 старение5 NO4 архив4 дизайн4 гистамин3 еда3 искусство3 кофеин3 отзывы3 родословная3 семинар осознанность3 шум3 секс2 серотонин2 смерть2 гомоцистеин1 долголетие1 заметки1 мелатонин1 мотивация1 окситоцин1 работа стоя1 рефид1 солнце1 спонтанность1 статус1 термогенез1 триптофан1 холод1 циркадные ритмы1
Показать больше