Domů     Příroda
Mohou vlastnosti červených krvinek netopýrů pomoci lidem hibernovat během vesmírných letů?

NASA plánuje vyslat v nepříliš vzdálené budoucnosti lidi na Mars. Mimo jiné tak musí vyřešit, jak lidské tělo zvládne 21 měsíců trvající cestu. Nový výzkum, za kterým stojí Gerald Kerth z německé Universität Greifswald, naznačuje, že by během ní mohli astronauti hibernovat.

Něco takového zatím není možné, ale do budoucna by mohlo, když se inspirujeme netopýry..

Mnoho savců se snaží přečkat zimní měsíce ve stavu strnulosti, při kterém klesá tělesná teplota, zpomaluje se metabolismus i mozková aktivita, aby organismus šetřil energii. U lidí k hibernaci docházet nemůže, naše těla nejsou na rozdíl od medvědů schopna ukládat dostatek tuku k přežití hibernace, aniž by nám to ublížilo, nejsou schopna fungovat při tak nízké úrovni energie a mozkové aktivity či přežít tak masivní snížení tělesné teploty.

Netopýří hibernace inspirací pro lidskou

Jednou z hlavních výzev hibernace je udržení krevního oběhu při nízkých tělesných teplotách, což silně závisí na mechanických vlastnostech červených krvinek. Ty musí být schopné se výrazně deformovat, aby mohly procházet i těmi nejmenšími mikrokapilárami v těle, jejichž průřez je srovnatelný či menší než velikost krvinek.

Klíčovou roli v tom sehrává tak zvaná viskoelasticita jejich membrán. Gerald Kerth, který pracuje jako zoolog na Universität Greifswald, kde se zabývá studiem hibernace u netopýrů, se rozhodl prostudovat rozdíly v reakcích červených krvinek netopýrů a lidí na chlad.

Právě změny, ke kterým dojde u jejich červených krvinek, umožňují netopýrům optimalizovat přísun kyslíku i při nízkých teplotách a přežít tak v chladu, zatímco hibernují. V lesích poblíž laboratoře odchytil Kerth s pomocí kolegů 35 netopýrů rezavých (Nyctalus noctula), kteří v zimě hibernují.

Odebrali jim krev, aby je poté pustili na svobodu. Krev odebrali i kaloňům egyptským (Rousettus aegyptiacus), chovaným v nedalekém Institutu Friedricha Loefflera, kde se věnují výzkumu zvířecích chorob. Tito kaloni se k hibernaci neuchylují.

Krev při nízkých teplotách

Nakonec získali i lidskou krev z registru. Dohromady nashromáždili více než půl milionu červených krvinek. Následně pomocí specializovaného počítačového softwaru analyzovali chování těchto buněk při vystavení různým teplotám.

Netopýrům rezavým umožňuje hibernace přežit i teploty nižší než mínus 7 °C. Tým pozoroval, jak reagují všechny tři druhy červených krvinek na teplotu 37 °C, dále na teplotu 23 °C a poté 10°C, což je teplota, při které divoce žijící netopýři rezaví začínají upadat do hibernace.

Viskozita lidské krve s klesající teplotou klesá. Krev zjednodušeně řečeno hůře teče. Lidské červené krvinky se také stávají tužšími, což znamená, že jsou méně ochotné mění svůj tvar, aby mohly procházet mikrokapilárami.

Při nízkých teplotách se tak lidská krev není schopna dostatečně okysličovat, protože krvinky již neprojdou do nejužších kapilár plicních sklípků, ani dostatečně krví zásobovat okrajové části těla. Vědci však zjistili, že s klesajícími teplotami se viskozita netopýří krve na rozdíl od té lidské zvyšuje.

Unikátní vlastnosti červených krvinek netopýrů

Je to dáno především odlišnými vlastnostmi membrán jejich červených krvinek. Ačkoliv se i netopýří červené krvinky s klesající teplotou stávají tužšími, jejich viskozitu chlad ovlivňuje minimálně. To jim poskytuje velkou výhodu, protože mohou zůstat v plicních kapilárách, orgánech a svalech déle i při nízkých teplotách a udržovat příjem a distribuci kyslíku v těle.

Červené krvinky kaloňů si tuto schopnost, zděděnou po předcích, uchovaly, i když už oni sami do hibernace neupadají. Pokud by se podařilo změnit chování membrán lidských červených krvinek tak, aby napodobovaly ty netopýří, mohlo by nás to nejen přiblížit k lidské hibernaci, ale rovněž k zachování prokrvení i při nízkých teplotách těla, které jsou dnes pro člověka smrtící.

Zdroj: National Library of Medicine, National Geographic.

Foto: WikiCommons by Mnolf, Kamran Safi
Zdroje informací: National Library of Medicine, National Geographic, PNAS
Štítky:
Související články
Rýže je základní potravinou pro miliardy lidí na celém světě. Nejdůležitější plodinou je v Asii, kde se poptávka po ní za poslední půlstoletí zdvojnásobila, dále v Latinské Americe a některých částech Afriky. Nejvíce rýže se pěstuje právě v Asii, odkud je vyvážena do celého světa. Zároveň je to plodina, která citlivě reaguje na změny klimatu. […]
Medicína Příroda 29.12.2024
Byť mnozí už od odpalování silvestrovských ohňostrojů upouštějí, stále se na přelomu roku řada měst akusticky promění v místo v přední frontové linii. Látky, které přitom po ohňostrojích v ovzduší zůstávají, dávají lidskému zdraví pěkně zabrat. Obloha rozzářená všemi možnými barvami, to vše doprovázené ohlušujícími výbuchy, to je běžný obrázek novoroční noci v našich končinách. […]
Příroda 23.12.2024
V letech 2014 až 2016 postihla severovýchodní část Tichého oceánu mořská vlna veder, známá pod přezdívkou „Blob“. Tento jev, způsobený nezvykle teplou vodou, měl devastující dopad na tamní ekosystémy, zejména na populace mořských ptáků. Během tohoto období vědci odhadují, že přibližně 1 milion alkounů úzkozobých (Uria aalge) zahynulo – což představuje jednu z největších katastrof […]
Příroda Zajímavosti 21.12.2024
Osmatřicetidenní vědecká expedice, která vyrazila do odlehlých částí Peru hledat neznámé živočisné druhy, přinesla své výsledky. Badatelé během ní objevili celkem 27 nových druhů, včetně čtyř savců, osmi ryb, tří obojživelníků a deseti motýlů. Oblast Alto Mayo se nachází v severním Peru mezi Andami a Amazonií. Terén je zde hornatý, plný močálů a džunglí. Zároveň […]
Počátky naší civilizace si hrdě spojujeme s vynálezem zemědělství. Jídlo už nebylo třeba namáhavě hledat, začali jsme si ho pěstovat. Pokud si myslíte, že tím jsme se odlišili od zvířat, pak se mýlíte. Někteří živočichové nás předběhli, dokonce o miliony let. Například termiti. Pokud se dostanete do Zambie v období po deštích, průvodci vás nejspíš zavezou do […]
reklama
Nejčtenější články
za poslední
24 hodin    3 dny    týden
reklama
Nenechte si ujít další zajímavé články
reklama
Copyright © RF-Hobby.cz
Provozovatel: RF HOBBY, s. r. o., Bohdalecká 6/1420, 101 00 Praha 10, IČO: 26155672, tel.: 420 281 090 611, e-mail: sekretariat@rf-hobby.cz