Они описали адаптации в статье, опубликованной в июньском номере журнала Anesthesiology.«Это было важное и захватывающее партнерство, которое обещает коренные изменения в том, как предоставляется травматологическая и хирургическая помощь», — сказал Брайан Барнс, соавтор исследования, давний исследователь спячки и директор Института арктической биологии UAF. «Это связано с лучшим пониманием того, как зимуют арктические суслики и черные медведи на Аляске».Человек обычно долго восстанавливается после операции на сердце или трансплантации органов. Отчасти это связано с тем, что ткань органа повреждается при прекращении кровотока или уменьшается при остановке сердца или удалении органа.
Ткани также повреждаются, когда восстанавливается кровоток, и метаболические механизмы организма не могут безопасно справиться с возвращающимся приливом насыщенной кислородом крови.Защита тканей после остановки сердца или трансплантации органов остается труднодостижимой научной целью, несмотря на значительные исследования и многообещающие данные.В 2009 году зоофизиолог Барнс и доктор Михай Подгореану, руководитель отделения кардиоторакальной анестезиологии Герцога, начали сотрудничать, чтобы определить, как сердце спящего арктического суслика может пережить то, что сродни повторяющимся остановкам сердца.
В отличие от других животных, арктические суслики могут снизить свой метаболизм до 2 процентов от их нормальной скорости, что позволяет им по существу отключать функции организма, которые им не нужны, и, что важно, переводит их органы в состояние анабиоза.Барнс, Подгореану и его коллеги из Duke и UAF собрали и проанализировали белки, связанные с сердечной мышцей, у охлажденных, впадающих в спячку арктических сусликов, у которых кровоток был остановлен. Они повторили анализ белков сердца активных летних арктических сусликов и крыс, не впадающих в спячку.Сравнивая различные продуцируемые белки и метаболические изменения у каждого животного, они определили новые внутренние адаптивные механизмы, с помощью которых суслики справляются с простудой и другими стрессовыми факторами, и как эти механизмы связаны с проблемами кровотока, связанными с кардиохирургическими операциями.
Одним из таких механизмов является способность гибернаторов использовать исключительно липиды, в том числе жиры, витамины и гормоны, в качестве метаболического топлива вместо сжигания углеводов, как это делают люди во время операций.Понимание этой уникальной модели чрезвычайной метаболической гибкости может помочь ученым разработать стратегии, которые позволят врачам «переключить» метаболизм пациента, перенесшего инсульт, сердечную травму или гипотермию, на метаболизм спящего и тем самым улучшить выживаемость и восстановление.
Авторы предполагают, что знания, полученные в результате этого исследования, могут быть применены для защиты органов у лиц, не страдающих гибернативом, и, в конечном итоге, у пациентов, перенесших операцию на сердце и трансплантацию, а также для жертв остановки сердца, травм и переохлаждения.