Procesy, které se odehrávají v tělech zimních spáčů, nepřestávají vědce fascinovat. I mezi nimi jsou však velké rozdíly. Odborníci se zaměřili především na medvědy, protože klíč k jejich hibernaci by mohl být přínosem i pro lidstvo..

Zatímco sysel Parryův dokáže na přechodnou dobu snížit svoji tělesnou teplotu až na -3 °C, aniž by se u něj vyskytly omrzliny, medvědovi klesá teplota jen o pár stupňů. Je tak označován za nepravého zimního spáče.

Kdyby totiž své tělo ochladil podobně jako sysel, bylo by to pro něj nebezpečné. Na jaře by potřeboval ohromné množství energie na to, aby znovu ohřál své tělo. Medvěd na to však jde jinak, před ulehnutím si vytvoří zásobu podkožního tuku tak, aby vážil více než 900 kg.

Tajemství medvědí hibernace

Když pak na začátku zimy klesnou teploty pod 5 °C, během listopadu a prosince, zaleze medvěd do brlohu, kde zalehne a hibernuje několik měsíců, zpravidla 75 až 120 dní. Během nich nepřijímá teplotu, nemočí ani nekálí.

Během hibernace totiž dokáže razantně omezit svůj metabolismus. V jeho těle dochází k jakési recyklaci produktů metabolismu. Na konci tlustého střeva se mu vytvoří zátka ze suchého trusu, kterou vytlačí až na jaře následujícího roku.

Během zimního spánku zpomalí medvěd dech i srdeční tep, a to až na několik měsíců. Spotřeba kyslíku klesne na polovinu, tep se může snížit až o 75 %. Občas se zachvěje, což mu pomáhá držet krevní oběh v pohybu, nebo převrátí z boku na bok.

Medvěd je však schopen přijímat podněty z okolí, hlavně zvukové, které ho mohou ze spánku snadno probudit. Stejně tak se probudí například při oblevě, aby následně zase usnul. Medvědice uléhá k zimnímu spánku březí, přes zimu porodí a následně mláďata, zpravila dvě, kojí, aniž by se napila či něco snědla. Čerpá ze zásob tuku a vody ve svém organismu.

Žádné řídnutí kostí ani krevní sraženiny

Pro člověka by stav podobný medvědí hibernaci měl fatální následky, skončil by pravděpodobně na dialýze, v horším případě s celkovou sepsí organismu. Navíc by u něj po delší době nečinnosti došlo k řídnutí kostí a ochabování svalů.

S tím medvědi problém nemají, během zimního spánku vypnou geny řídící odbourávání stávající kostní hmoty. Kdyby se podařilo něčeho podobného dosáhnout u lidí, byl by to revoluční krok v léčbě osteoporózy neboli řídnutí kostí.

U lidí se sníženou hybností je rovněž velké riziko tvorby krevních sraženin, k rozvoji hluboké žilní trombózy přitom stačí i jen dlouhý let letadlem. U zimních spáčů ke vzniku sraženin během hibernace nedochází, zajímavé ale je, že k úhynům medvědů v důsledku ucpání cév sraženinami dochází v létě, kdy mají pohybu dostatek.

Aby této záhadě přišel vědecký tým pod vedením Tobiase Petzolda z mnichovské Ludwig-Maximilians-Universität na kloub, pozoroval pomocí GPS lokátoru 13 medvědů hnědých na území Švédska a Norska.

Zázračný protein HSP47

Každého medvěda vyhledaného pomocí GPS veterináři uspali a odebrali mu vzorek krve v létě i v zimě. Krev museli okamžitě zpracovat, proto vždy zřídili polní laboratoř v místě, kde krev odebrali. Na základě těchto zkoumání odhalili vědci, že medvědi během hibernace potlačí produkci tak zvaného heat shock proteinu 47 (HSP47), který se obvykle nachází na povrchu krevních destiček a pomáhá jim při vazbě na kolagen.

Krev odebraná medvědům v létě obsahovala 55krát více HSP47 než ta získaná v zimě. Pokud HSP47 chybí, k aktivaci a shlukování krevních destiček nedochází.

Ke snížení produkce dochází i u prasat, respektive u kojících prasnic, které na několik týdnů omezí svůj pohyb, aby nezalehly selata. Stejný fenomén pak vědci odhalili také u lidských pacientů, kteří utrpěli poranění míchy.

Tito lidé měli na krevních destičkách méně HSP47 než zdraví, plně pohybliví lidé stejného věku. Při krátkodobém omezení hybnosti, například při delším letu, však ke snížení produkce HSP47 nedochází, naopak se zvyšuje riziko vzniku sraženin.

Autoři výzkumu provedeného na medvědech věří, že se součástí testů na různé faktory, které se na vzniku krevních sraženin podílejí (vedle krevních destiček jsou to i buňky imunitního systému a bílkovina kolagen), brzy stane i analýza HSP47.

Hladiny tohoto proteinu mohou pomoci kvantifikovat riziko rozvoje trombózy u konkrétního člověka.

Na HSP47 by se pak mohl zaměřit i vývoj nových léků pro pacienty, u kterých je riziko vzniku krevních sraženin vysoké.