Светозависимость лежит в основе полезного джетлага у скаковых лошадей
Новое исследование показало, что скаковые лошади чрезвычайно чувствительны к изменениям суточного освещения и, в отличие от людей, могут очень быстро адаптироваться к резким сдвигам 24-часового цикла свет-темнота, например, после трансконтинентального перелёта, с неожиданной пользой для их физической работоспособности.
Исследование под руководством учёных с факультета медицины и ветеринарии Бристольского университета опубликовано в Journal of Neuroendocrinology.
Это первое исследование такого рода, изучающее влияние джетлага на физиологию и работоспособность скаковых лошадей в строго контролируемых экспериментальных условиях. Лошади — единственные спортсмены, помимо людей, которых регулярно перевозят через часовые пояса для участия в соревнованиях.
Доктор Доминго Тортонезе, ведущий автор исследования, заявил: «Мы проверили гипотезу, что резкие изменения 24-часового цикла свет-темнота, связанные с пересечением часовых поясов, нарушат молекулярные „часы“ и нейроэндокринные системы скаковых лошадей с негативными последствиями для их спортивных результатов».
Ключевые отличия от человека
У людей внезапные изменения цикла свет-темнота, связанные с авиаперелётами, нарушают биологические ритмы, ухудшая когнитивные и физические способности. Джетлаг особенно важен для спортсменов, летающих на соревнования, особенно после перелёта на восток.
Исследование показывает, что скаковые лошади отличаются от людей: их суточные ритмы активности зависят от световых сигналов, а не от синхронизации внутренне генерируемого ритма с 24-часовым циклом. Эта светозависимость лежит в основе быстрого процесса адаптации.
Методология эксперимента
Тренированных чистокровных лошадей разместили в помещениях с контролируемым светом и три месяца подвергали фитнес-программе с ежедневными упражнениями на высокоскоростной беговой дорожке в разное время суток. Затем они испытали сдвиг цикла свет-темнота, имитирующий перелёт на восток через семь часовых поясов.
До и после сдвига изучались:
- Суточные паттерны четырёх clock-генов.
- Нейроэндокринные системы, отвечающие за измерение времени, гомеостаз и реакцию на стресс.
- Аэробные и анаэробные способности с помощью стандартизированных тестов.
- Локомоторная активность в условиях фотопериода и в полной темноте для оценки выраженности и стабильности 24-часового цикла отдыха-активности.
Результаты и практическое значение
Вопреки прогнозам, основанным на данных по людям и грызунам, результаты показали:
- Лошади крайне чувствительны к резким изменениям цикла свет-темнота, но могут очень быстро адаптироваться к фазовому сдвигу.
- Эта быстрая адаптация не сопровождается повышением уровня стресса, а изменениями в эндокринных системах, которые усиливают физический потенциал лошади в процессе адаптации.
Улучшение спортивных результатов после экспериментального джетлага позволило животным пробегать на полном галопе на 25 секунд дольше до наступления усталости.
Разницу между видами можно объяснить мощным маскирующим эффектом света на суточную активность лошади, который вместе с отсутствием жёсткого цикла сон-бодрствование может быть частью механизма адаптации к резким изменениям среды.
Практический вывод: Поскольку лошади-спортсмены не обязательно должны путешествовать, чтобы подвергнуться изменениям в освещении, управление световым режимом может быть использовано для улучшения их формы и, возможно, снижения уровня травматизма на соревнованиях.