Hannah V. Carey, profesorka veteriny na University of Wisconsin-Madison.

Zimní spánek, neboli hibernace, je poměrně rozšířená kratochvíle mnoha živočichů v době strádání a nepohody. Útlum fyziologických procesů, spolu se snížením tělesné teploty, zvládají netopýři, hadi, žáby, ježci, medvědi, křečci, plši, sysli a mnoho dalších tvorů. Tým Hannah V. Careyové si ke svým pokusům vybral sysla páskovaného. Svůj metabolismus dokáže snížit o 99 % a tak v této disciplíně se řadí mezi přeborníky. Vědce na nich zajímalo, proč když jim klesne metabolismus na samé dno, že se to nepodepíše neblaze na jejich svalech? Teoreticky by mělo a svaly bez přísunu potřebných živin by měly ke konci zimy mizet stejně jako sníh.

Ze studie zveřejněné včera v časopise Science vyplývá, že si syslové přísun důležitých složek do svalů i v době půstu zajistit dovedou. A týká se to i kriticky nedostatkového dusíku.

Fígl je v tom, že dovedou zužitkovat dusík nahromaděný v moči ve formě odpadní močoviny. Podezření, že by životně důležitý stavební prvek pro tvorbu aminokyselin mohl pocházet z močoviny, už nějakou dobu panovalo. Jak to dělají ale zůstávalo záhadou.

Sysel páskovaný ( Ictidomys tridecemlineatus). V době hibernace nepřijde o svaly díky svým střevním symbiontům. Dusík z močoviny recyklují v tolik potřebné aminokyseliny. Kredit: Phil Myers, Museum of Zoology, University of Michigan. Volná doména.

Nabízela se možnost, že v tom hrají roli mikrobi střevního traktu. Aby si takovou možnost recyklace nedostatkového dusíku ověřili, provedli vědci pokus s dvojitě značenou močovinou vyrobenou z izotopů uhlíku a dusíku (atom uhlíku měl ¹³C místo obvyklých ¹²C a atomy dusíku měly ¹⁵N místo obvyklých ¹⁴N). Sledovatelnou močovinu pak injekčně aplikovali syslům do krve v létě, na začátku hibernace a koncem hibernace. Některé ze syslů navíc ošetřili antibiotiky. To aby jim zlikvidovali mikroby ve střevech a případný mechanismus opakovaného využití dusíku tím nebohým tvorečkům zablokovali.

Sledování cest izotopem značeného dusíku v tělech syslů předpoklad potvrdilo. Střevní mikrobi využívali dusík z odpadní močoviny prostřednictvím enzymu ureáza. Tu syslí organismus netvoří. Je to tedy záležitost čistě mikrobiomu. Navíc se ukázalo, že s postupující hibernací množství genů pro tvorbu ureázy se ve střevním obsahu zvyšuje. Laicky řečeno, hibernujícím syslům v pro ně těžkých dobách, pomocnou ruku podávají střevní symbionti. Nedostatkový dusík původem z moče využívají z části pro sebe a část ho přenechávají svému hostiteli. Dusík se tak i v době strádání, dostává syslům do jater a svalů. Tvorba aminokyselin, nových peptidů a proteinů k obnově a uchování svalové hmoty je tak zajištěna.

Napsáno exkluzívně pro Unilabs Slovensko.

Za zmínku stojí připomenout i poněkud vousaté znalosti. V devadesátých letech minulého století některé práce zmiňovaly, že i člověk je schopen využívat dusík z močoviny. Zapadly proto, že syslům v tom nesaháme ani po paty a „výtěžnost“ takových pochodů, je nula nula nic. Když si to ale dáme dohromady s nynějším odhalením, představa probiotické pilulky, která by náš mikrobiom vylepšila směrem ke schopnostem tvorů, kteří mají hibernaci pod kontrolou, je lákavá. Prospěch by z ní mohli mít jak ti, kterým se o svalovou atrofii postaraly nešťastné geny, tak i my, kterým za to může, že už hodně pamatujeme. Lehkost moderního bytí má i své stinné stránky. Populace mezi 40 – 80 lety přichází v průměru až o padesát procent hmoty kosterního svalstva...

Literatura

Matthew D. Regan et al.: Recyklace močovinového dusíku prostřednictvím střevních symbiontů během zimy u syslů v zimním spánku stoupá, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abh2950