โดย Rachael Rettner เผยแพร่ 04 พฤษภาคม 2018
ในระหว่างเซ็กซี่บาคาร่าการจําศีลกระรอกดินสิบสามตัวเรียงรายช่วยลดอุณหภูมิของร่างกายลงอย่างมากจนอยู่เหนือจุดเยือกแข็ง (เครดิตภาพ: สถาบันตาแห่งชาติ)สัตว์ที่จําศีลอาจดูขี้เกียจ แต่ร่างกายของพวกเขากําลังประสบความสําเร็จอย่างโดดเด่น: ในบางกรณีสัตว์ที่จําศีลจะลดอุณหภูมิแกนกลางลําตัวลงจนใกล้จุดเยือกแข็ง (ศูนย์องศาเซลเซียสหรือ 32 องศาฟาเรนไฮต์) และลดอัตราการเต้นของหัวใจลงอย่างมาก
ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์กําลังพยายามปลดล็อกความลับของการจําศีลเพื่อช่วยในความก้าวหน้าทางการ
แพทย์ ตัวอย่างเช่นการหาว่าเซลล์ของสัตว์จําศีลปรับตัวเข้ากับอุณหภูมิที่เย็นจัดได้อย่างไรอาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ยืดอายุการเก็บรักษาของอวัยวะผู้บริจาคของมนุษย์ที่รอการปลูกถ่ายนักวิจัยกล่าวในการศึกษาใหม่นอกจากนี้การค้นพบดังกล่าวอาจช่วยให้นักวิจัยปรับปรุงการรักษาที่เรียกว่าภาวะอุณหภูมิต่ําที่เกิดขึ้นซึ่งอุณหภูมิร่างกายของบุคคลจะลดลงโดยเจตนาหลังจากหัวใจหยุดเต้นหรือการบาดเจ็บที่สมอง การบําบัดนี้สามารถช่วยปกป้องสมองในผู้ป่วยดังกล่าว แต่อาจมีผลข้างเคียงเนื่องจากความเสียหายของเซลล์ที่เกิดจากความเย็น
”ด้วยการทําความเข้าใจชีววิทยาของการปรับตัวเย็นในการจําศีลเราอาจสามารถปรับปรุงและขยายการประยุกต์ใช้ภาวะอุณหภูมิต่ําที่เกิดขึ้นในอนาคตและอาจยืดอายุความมีชีวิตของอวัยวะก่อนการปลูกถ่าย” เว่ยหลี่นักวิจัยอาวุโสในส่วนประสาทสรีรวิทยาจอประสาทจอประสาทตาของสถาบันตาแห่งชาติและผู้เขียนร่วมการศึกษากล่าวในแถลงการณ์ หลี่ตั้งข้อสังเกตว่าปัจจุบันไตของผู้บริจาคสามารถเก็บไว้ได้ไม่เกิน 30 ชั่วโมงก่อนที่เนื้อเยื่อจะเริ่มเสื่อมสภาพ [12 การค้นพบสัตว์ที่แปลกประหลาดที่สุด]
ส่งกระรอก
สําหรับการศึกษาใหม่นักวิจัยมุ่งเน้นไปที่กระรอกดินสิบสามตัว (Ictidomys tridecemlineatus) ซึ่งเป็นหนูจําศีลขนาดเล็กที่อาศัยอยู่ในอเมริกาเหนือตอนกลาง ในช่วงไฮเบอร์เนตสัตว์จะลดอุณหภูมิร่างกายลงอย่างมากให้สูงกว่าจุดเยือกแข็งและลดอัตราการเต้นของหัวใจจากปกติ 200 ครั้งต่อนาทีเป็นประมาณ 20 ครั้งต่อนาทีตามรายงานของมหาวิทยาลัยมิชิแกน
เมื่อศึกษาเซลล์จากสัตว์เหล่านี้นักวิจัยสนใจเป็นพิเศษในโครงสร้างเซลล์ที่เรียกว่า microtubule cytoskeleton ซึ่งเป็นเครือข่ายของหลอดขนาดเล็กที่ให้การสนับสนุนโครงสร้างแก่เซลล์และมีความเสี่ยงต่อความหนาวเย็น
นักวิจัยเปรียบเทียบเซลล์กระรอกดินกับเซลล์ของมนุษย์ พวกเขาพบว่าไมโครทูบูลไซโตสเกเลตันใน
เซลล์กระรอกพื้นดินยังคงไม่บุบสลายเมื่อสัมผัสกับอุณหภูมิที่เย็นจัดในขณะที่ไมโครทูบูลไซโตสเกเลตันในเซลล์ของมนุษย์เสื่อมโทรมลง
รูปภาพแสดงเซลล์จากไตของเมาส์ ทางด้านซ้ายไมโครทูบูลของเซลล์จะยังคงอยู่ แต่หลังจากสัมผัสกับอุณหภูมิที่เย็นจัดโครงสร้างไมโครทูบูลจะมองไม่เห็นอีกต่อไป (กลาง) อย่างไรก็ตามการรักษาเซลล์ล่วงหน้าด้วยยาสองชนิดก่อนการระบายความร้อนจะช่วยป้องกันไม่ให้ microtubules เสื่อมสภาพ (ขวา) (เครดิตภาพ: สถาบันตาแห่งชาติ)
การศึกษายังพบว่าไมโตคอนเดรียซึ่งเป็น “โรงไฟฟ้า” ของเซลล์ที่ให้พลังงานตอบสนองต่อความเย็นแตกต่างกันหากมาจากเซลล์กระรอกพื้นดินเมื่อเทียบกับเซลล์ของมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเซลล์ของมนุษย์ผลิตผลพลอยได้จากการเผาผลาญที่เรียกว่าปฏิกิริยาออกซิเจนชนิด (ROS) มากเกินไปและเป็นระดับ ROS ที่สูงนี้ที่ทําให้เกิดการทําลายของไมโครทูบูล ในทางตรงกันข้ามระดับ ROS ยังคงต่ําในไมโตคอนเดรียจากเซลล์กระรอกพื้นดิน
นอกจากนี้เซลล์ของมนุษย์ยังมีปัญหาเกี่ยวกับส่วนประกอบที่เรียกว่าไลโซโซมซึ่งช่วยในการกําจัดของเสียภายในเซลล์ ในระหว่างการสัมผัสความเย็นไลโซโซมในเซลล์ของมนุษย์ได้รั่วไหลเอนไซม์ที่เรียกว่าโปรตีเอสซึ่งย่อยไมโครทูบูลในบริเวณใกล้เคียงการศึกษาพบว่า
จากนั้นนักวิจัยพยายามทําให้เซลล์ที่ไม่ยับยั้งการทํางานของเซลล์ที่ไม่มีการจําศีลทําหน้าที่เหมือนเซลล์จําศีลโดยใช้ยาสองชนิด: ยาตัวหนึ่งที่ยับยั้งการผลิต ATP ซึ่งเป็นสารประกอบที่ลดการผลิต ROS และอีกตัวหนึ่งที่ยับยั้งการทํางานของโปรตีเอส พวกเขาพบว่าการรวมกันของยานี้รักษาโครงสร้าง microtubule ในเซลล์จาก nonhibernators เมื่อเซลล์สัมผัสกับอุณหภูมิที่เย็นเซ็กซี่บาคาร่า
