Astronauti sa možno dokážu dostať do stavu hibernácie pomocou ultrazvuku

Vedci pôsobili na mozgy myší a potkanov ultrazvukom, aby ich uviedli do stavu podobného hibernácii. Výskumníci tvrdia, že táto technika by sa jedného dňa mohla použiť pre zranených ľudí v kritickom stave alebo astronautov, ktorí absolvujú dlhé lety do vesmíru. Metóda funguje tak, že sa ultrazvukom zasiahne oblasť mozgu zodpovedná za riadenie metabolizmu a telesnej teploty, čím sa zníži priemerná telesná teplota hlodavcov až o 3,5 stupňa Celzia a zároveň spomalí ich srdcová frekvencia a zníži spotreba kyslíka. Výsledky štúdie na zvieratách by mohli výskumníkom poskytnúť určité poznatky o tom, ako by sa stavy podobné hibernácii mohli bezpečne a neinvazívne navodiť u ľudí.

Keď je nedostatok potravy alebo príliš chladné počasie, niektoré cicavce, vtáky, hmyz, obojživelníky a ryby si šetria energiu tým, že sa dostanú do stavu známeho ako torpor, ktorý sa vyznačuje drasticky zníženým metabolizmom. Počas stavu torporu sa telesná teplota a srdcová frekvencia zvieraťa dramaticky znížia a krv prúdi pomalšie. Počas hibernácie, na ktorú sú zvieratá vopred pripravované, sa zvieratá dostávajú do viacerých stavov torporu. Spomaľujú srdcovú frekvenciu zo stoviek úderov za minútu na niekoľko úderov za minútu, dýchajú raz za desať minút a ich mozgová aktivita sa stlmí, až kým nie je nepostrehnuteľná.

Hlboké fyziologické zmeny spôsobené torporom výrazne znižujú energiu, ktorú zvieratá potrebujú na prežitie. Nie je preto asi prekvapujúce, že vedci sa už dlho snažia zistiť, či by tieto výhody mohli byť poskytnuté ľuďom v kritickom stave alebo astronautom počas dlhých letov na vzdialené planéty. Otázkou však zostáva, či možno umelo a bezpečne dostať do stavu torporu aj ľudí, ktorí doň prirodzene nevstupujú.

Aby vedci preskúmali túto možnosť, v novej štúdii, publikovanej v časopise Nature Metabolism, vytvorili nositeľnú ultrazvukovú čiapku, ktorú najprv prilepili na hlavy myší. Po zapnutí zariadenie vysielalo ultrazvukové vlny do časti mozgu hlodavcov nazývanej hypotalamus preoptic area, ktorá je kritickou oblasťou mozgu na kontrolu telesnej teploty a spánku u mnohých zvierat a aktiváciu hibernácie a stavov torporu u hibernujúcich zvierat. Po vystavení ultrazvukovým výbojom sa myši okamžite dostali do stavu podobného torporu, v ktorom sa ich telesná teplota, srdcová frekvencia a príjem kyslíka drasticky znížili. Myši boli ťarbavé a jedli podstatne menej potravy.

Opakovaním ultrazvukových výbojov zakaždým, keď sa telesná teplota myší zvýšila nad cieľovú úroveň, vedci dokázali udržať myši v týchto stavoch torporu až 24 hodín bez toho, aby pozorovali akékoľvek známky poškodenia alebo nepohody. Po vypnutí ultrazvukovej čiapky sa normálna telesná teplota a úroveň aktivity myší obnovili za menej ako 90 minút.

Po zopakovaní experimentu s 12 potkanmi vedci zistili, že zariadenie spôsobilo zníženie telesnej teploty aj u potkanov, hoci pokles bol miernejší (2 °C). To znamená, uviedli autori štúdie, že čiapka by mohla fungovať aj na cicavcoch, ktoré sa prirodzene nedostávajú do torporu – vrátane ľudí. Na určenie bezpečnosti a uskutočniteľnosti tohto prístupu u ľudí je však potrebný ďalší výskum. Účinky dlhodobej hibernácie na mozog sú podobne nejasné, no niektoré štúdie poukazujú na možnosť, že spôsobí stratu pamäti u hibernujúcich zvierat.

Zdroj: livescience.com.