Спящие медведи защищают кости, подавляя их резорбцию

Даже короткий период бездействия может быть крайне вреден для наших костей, а для астронавтов, проводящих месяцы в невесомости, риски серьёзны. Однако существует животное, которое уже решило все проблемы, с которыми сталкиваются обездвиженные люди. Чёрные медведи регулярно впадают в спячку на 6 месяцев, почти не двигаясь, и хотя им может потребоваться несколько недель, чтобы восстановить полную метаболическую активность, их кости, кажется, почти не страдают от длительного периода бездействия. Но то, как эти впечатляющие звери защищают свои кости, оставалось загадкой, а предыдущие исследования давали противоречивые результаты.

Заинтересовавшись регенерацией костей, Сет Донахью из Университета штата Колорадо (США) и международная группа коллег решили отследить уровень в крови специфических ферментов и гормонов, которые, как известно, участвуют в формировании и резорбции костной ткани, чтобы выяснить, как медведи защищают кости во время спячки. Они обнаружили, что вместо постоянного восстановления кости спящие медведи подавляют её резорбцию, чтобы сохранить скелет. Своё открытие команда публикует в The Journal of Experimental Biology.

Команда отловила 13 самок медведей в течение четырёх сезонов спячки и собрала образцы крови и костной ткани до того, как выпустить животных обратно в дикую природу следующей весной. Тщательно проанализировав образцы крови на содержание костно-специфической щелочной фосфатазы (BSALP) и тартрат-резистентной кислой фосфатазы (TRACP) — маркеров перестройки кости — команда обнаружила, что уровень этих ферментов в крови у спящих медведей падает. Это говорит о том, что животные в спячке подавляют ремоделирование кости. Когда же команда проанализировала уровень регенерирующих кость остеобластных клеток на поверхности кости, он резко упал с 2% до спячки до 0.15% во время спячки. Однако уровень транскрипта, регулируемого кокаином и амфетамином (CART), который, как известно, снижает резорбцию кости, во время спячки увеличился в 15 раз. Таким образом, вместо постоянного восстановления медведи защищали свои кости, подавляя резорбцию ткани. Команда также обнаружила, что уровень кальция в крови медведей мало менялся от сезона к сезону, что говорит о том, что животные балансируют резорбцию и формирование кости во время спячки, чтобы поддерживать стабильный уровень кальция в крови, который также важен для здоровой функции органов и метаболизма жиров и энергии.

«Медведи в спячке — это метаболическое чудо», — говорят Донахью и его коллеги, добавляя, что эти животные, кажется, невосприимчивы к двум крупным эпидемиям, охватившим мир — ожирению и бездеятельности, — что говорит о том, что нам есть чему поучиться у этих фантастических существ.