Badania arktycznego gryzonia mogą pomóc walczyć z niedożywieniem

Susłogon arktyczny (zwany susłem północnym) to gatunek gryzonia z rodziny wiewiórkowatych; długość ciała dochodzi do 30–40 cm, a waga sięga 700-800 g. To gryzoń wyjątkowy z wielu powodów. Nie dość, że hibernując przesypia aż 9 miesięcy w roku, to podczas zimowego snu potrafi - jako jedyne zwierzę - schłodzić temperaturę ciała do nawet minus 2,9 stopni Celsjusza, choć jego normalna temperatura to około 38 stopni.

Ponieważ długo śpi, plan na miesiące jego aktywności jest niezwykle napięty. Ma zaledwie kilka miesięcy, aby otłuścić się i rozmnożyć. "25 dni ciąży, 30 dni laktacji i 113 dni powrotu do tłuściutkiego stanu, aby móc znowu hibernować" - opisuje życie susłogona dr Julita Sadowska z Zakładu Ekologii Zwierząt Instytutu Biologii Uniwersytetu w Białymstoku.

Niedługo wyjeżdża ona na Alaskę, aby tam na University of Alaska Anchorage badać florę bakteryjną susłogona. Dlaczego akurat takie zagadnienie jest w przypadku susłogona istotne? Otóż okazuje się, że susłogony w czasie hibernacji tracą jedynie tłuszcz, a tzw. beztłuszczowa masa pozostaje u nich niemal bez zmian. Naukowcy sądzą, że zapotrzebowanie tego gryzonia na białko prawdopodobnie jest oparte na azocie uwalnianym i odzyskiwanym przez florę jelitową samego susłogona.

Mechanizm ten działa tak, że z wątroby przez krwiobieg do przewodu pokarmowego przedostaje się nieco mocznika (końcowy produkt przemiany białek i innych związków azotowych w organizmach). Jeżeli w takim przewodzie pokarmowym znajduje się flora bakteryjna, która potrafi rozkładać mocznik, to rozłoży go do dwutlenku węgla i amoniaku. Z tego drugiego uwolniony jest azot, który bakterie mogą wykorzystać do produkcji peptydów i aminokwasów.

Sam mechanizm recyklingu azotu z mocznika (UNS - urea-nitrogen salvage) nie jest nowy. Występuje u przeżuwaczy, np. krów i innych zwierząt, w których przewodzie pokarmowym występuje żwacz - narząd będący siedliskiem różnego rodzaju mikroorganizmów. Zwykle ssaki, w tym gryzonie i ludzie, żwacza nie mają, a większość bakterii żyje w ich jelicie grubym. Z tego powodu uważano, że u organizmów innych niż przeżuwacze UNS nie ma znaczenia. Tymczasem susłogon pokazuje, że azot i u tych zwierząt może być wykorzystywany do produkcji aminokwasów.

Jak wyjaśnia dr Sadowska, taki mechanizm pozyskiwania aminokwasów mógłby być remedium na niedożywienie również u człowieka. "Gdyby taką florę bakteryjną (rozkładającą mocznik) można byłoby wykorzystać u ludzi, np. dodać jej trochę do zwykłej flory jelitowej, to moglibyśmy sobie recyklingować nasz własny azot i azot pochodzenia bakteryjnego wytwarzając aminokwasy i peptydy. To pozwoliłoby w jakimś stopniu uniknąć konsekwencji niedożywienia" - opisuje w rozmowie z PAP badaczka.

Podczas swoich badań będzie sprawdzała m.in., czy w czasie ciąży i laktacji susłogona zwiększone wówczas zapotrzebowanie na azot jest pokrywane w dużej części właśnie przez azot pochodzenia bakteryjnego. "Będziemy sprawdzać, czy azot z oznakowanego mocznika podawanego zwierzętom pojawia się w tkankach, mleku" - opisuje.

W ostatnich latach susłogon jest popularnym obiektem badań wielu naukowców i stał się źródłem dość zaskakujących odkryć. Podczas jednego z doświadczeń oznaczano ilość neuroprzekaźników w mózgu susłów. "Robi się to metodą mikrodializy, podczas której do mózgu wkłada się sondę. Normalnie u każdego zwierzaka po takim zabiegu w tym miejscu zostanie blizna, a u susłogona takich blizn nie ma. Susłogony potrafią sobie więc niemal zregenerować mózg" - opisuje dr Sadowska.

U każdego ssaka przy chwilowym zatrzymaniu krążenia i potem przy ponownym ukrwieniu tkanek pojawi się uraz, będący konsekwencją takiego niedotlenienia. Czasem jest nią nawet śmierć. Tymczasem u susłogonów takie zjawisko nie występuje. Jak opisuje badaczka, można dosłownie odciąć dopływ krwi do mózgu susłogona, później z powrotem go przywrócić, a susłogon wstanie i pójdzie sobie dalej, podczas gdy np. szczur już by nie żył.

Dr Sadowska przyznaje, że o susłogonach - swoim aktualnym obiekcie badań - dowiedziała się przypadkiem. W 2015 roku podczas jednej z naukowych konferencji, gdy czekała na autobus, na przystanku przysiadł się do niej profesor Loren Buck. "Opowiedział mi wtedy właśnie o susłogonach, dlatego zaczęłam się nimi interesować" - powiedziała.

W marcu 2019 roku planuje wyjechać na Alaskę, by tam przez dwanaście miesięcy badać susły i prowadzić badania na University of Alaska w Anchorage. Na wyjazd otrzymała stypendium – 156 tys. zł – w Programie im. Bekkera, realizowanym przez Narodową Agencję Wymiany Akademickiej. (PAP)

autorka: Ewelina Krajczyńska

ekr/ agt/