میکروب‌ها به حیوانات در خواب زمستانی کمک می‌کنند تا مواد مغذی را بازیافت کنند و ماهیچه‌ها را در زمستان حفظ کنند.

شکل ۱. سنجاب‌های زمینی سیزده خطی که برای خواب زمستانی جمع شده‌اند می‌توانند سرعت متابولیسم خود را تا ۱ درصد از فعالیت‌های بیداریشان کاهش دهند. منتشر شده در scitechdaily به تاریخ ۱ فوریه ۲۰۲۲لینک منبع: Microbes Help Hibernating Animals Recycle Nutrients and Maintain Muscle Through Winterبرای گذراندن یک زمستان طولانی بدون غذا، حیوانات به خواب زمستانی می‌روند -مانند سنجاب زمینی ۱۳ خطی- می‌توانند متابولیسم خود را تا ۹۹ درصد کاهش دهند، اما آن‌ها هنوز هم به مواد مغذی مهم مانند پروتئین‌ها برای حفظ ماهیچه‌ها در حالی که به خواب زمستانی می‌روند، نیاز دارند. یک مطالعه جدید از دانشگاه ویسکانسین-مدیسون نشان می‌دهد که سنجاب زمینی که به خواب زمستانی می‌روند از میکروب‌های موجود در دل و روده خود کمک می‌گیرند.این کشف می‌تواند به افراد مبتلا به اختلالات عضلانی و حتی فضانوردان در سفرهای فضایی گسترده کمک کند.هانا کری، استاد بازنشسته دانشکده پزشکی دامپزشکی مدیسون و نویسنده مشترک این تحقیق جدید که در تاریخ ۲۷ ژانویه ۲۰۲۲ در مجله ساینس منتشر شد، می‌گوید: «هر چه حیوانی برای مدت طولانی‌تری ورزش نکند، استخوان‌ها و ماهیچه‌ها شروع به آتروفی و از دست دادن توده و عملکرد می‌کنند.» "بدون ورود هیچ پروتئین غذایی، حیواناتی که در خواب زمستانی هستند به راه دیگری برای رسیدن به آنچه ماهیچه‌های خود نیاز دارند اجتیاج دارند."یک منبع نیتروژن، یک بلوک سازنده حیاتی برای آمینو اسیدها و پروتئین‌ها، در بدن همه حیوانات (از جمله انسان‌ها) به عنوان اوره، یک جز ادرار تجمع می‌یابد. محققان می‌دانستند که اوره که وارد دستگاه گوارش سنجاب‌ها می‌شود می‌تواند توسط برخی از میکروب‌های روده که به نیتروژن برای پروتئین‌های خود نیز نیاز دارند، تجزیه شود. اما محققان می‌خواستند ببینند که آیا برخی از این نیتروژن اوره آزاد شده توسط میکروب‌ها در بدن سنجاب‌ها نیز در حال ترکیب شدن است یا خیر.آن‌ها اوره تولید شده با ایزوتوپ‌های کربن و نیتروژن قابل‌ردیابی را در خون سنجاب‌ها در سه مرحله تزریق کردند -در طول روزهای فعال تابستان، اوایل و اواخر زمستان. برخی از سنجاب‌ها نیز با آنتی‌بیوتیک‌ها درمان شده‌بودند تا اکثریت میکروب‌ها در روده‌های خود را از بین ببرند. همان‌طور که پیش‌بینی شد، نیتروژن حاوی ایزوتوپ توسط برخی از میکروب‌های روده آزاد می‌شود که اوره تزریق‌شده را تجزیه می‌کنند.فریبا اسدی پورتر، یکی از محققین این مطالعه، بیوشیمی‌دان ممتاز UW-Madison، متخصص در ردیابی ایزوتوپ‌ها می‌گوید: «ما آن نیتروژن را در کبد (سنجاب‌ها)، عمدتاً -جایی که برای ساخت پروتئین‌های زیادی استفاده می‌شود- و مقداری در ماهیچه‌ها دنبال کردیم. او همچنین یک دانشمند در زیست‌شناسی مجتمع و تسهیلات رزونانسی مغناطیسی هسته‌ای دانشگاه است. «ما معتقدیم که می‌بینیم مولکول‌های نیتروژن نشاندار شده با ایزوتوپ از میزبان به میکروبیوم می‌روند، سپس قبل از بازگشت دوباره به میزبان توسط میکروب‌ها به مولکول‌های قابل استفاده تبدیل می‌شوند و اساساً در حیوانی که در خواب زمستانی است، «بازیافت» می‌شوند.محققان دو تفاوت را مشاهده کردند که از این مسیر میکروبی حمایت می‌کنند. سنجاب‌هایی که میکروب‌های روده آن‌ها تا حد زیادی توسط آنتی‌بیوتیک‌ها تخلیه شده‌بود، نیتروژن قابل‌ردیابی در کبد و ماهیچه‌های خود را بسیار کم‌تر داشتند. و وقتی محققان ژنوم میکروب‌های یافت‌شده در دل و روده سنجاب‌ها را را توالی‌یابی کردند، دریافتند که با طولانی شدن خواب زمستانی، حضور ژن‌های مرتبط با تولید آنزیمی به نام اوره آز افزایش می‌یابد.حیوانات از این روش استفاده نمی‌کنند. کری، که کار او توسط بنیاد ملی علوم حمایت می‌شود، می‌گوید: «تنها میکروب‌هایی که اوره را بیان می‌کنند، می‌توانند مولکول اوره را از هم جدا کرده و نیتروژن آن را آزاد کنند.» «تا زمانی که میکروب‌های مناسب وجود دارند، این یک معامله بین آن‌ها و میزبان است -هر کدام مقداری از نیتروژن آزاد شده را می‌گیرند تا آن‌ها را تا زمانی که خواب زمستانی به پایان برسد، بالا ببرند.»توصیف کلیدهای بقا در طول مدت خواب زمستانی می‌تواند به افراد در رژیم غذایی با نیتروژن کم و یا اختلالات که منجر به آتروفی ماهیچه‌ها می‌شوند، کمک کند. هم‌چنین می‌تواند سفر طولانی انسان‌ها به سیارات دور را ممکن سازد.قرار دادن مسافران فضایی در یک حالت خواب‌مانند به این معنی است که آن‌ها نیازی به خوردن غذا، آب و اکسیژن ندارند و زباله و دی‌اکسید کربن کمتری تولید می‌کنند و مقدار زیادی از وزن و سوخت را ذخیره می‌کنند.متیو رگان، فوق‌دکترا و محقق سابق UW–Madison که اکنون استاد فیزیولوژی حیوانات در دانشگاه مونترال است، می‌گوید: «این فرآیند می‌تواند به طور نظری نرخ از دست رفتن عضله در فضا را کاهش دهد، که در آن قرار گرفتن در معرض میکروجاذبه همواره منجر به آتروفی عضله می‌شود.» «و از آنجا که ویژگی‌های فراتراز این فرآیند وابسته به میکرو روده، حفاظت در برابر خطرات دیگر پرواز فضایی مانند پرتوهای یونیزه‌کننده را فراهم می‌کند، از لحاظ نظری این امکان وجود دارد که اگر به انسان‌ها ترجمه شود، حالت‌های خواب زمستانی می‌تواند چالش‌های متعدد پرواز فضایی انسان را به‌طور همزمان حل کند.»این متن با استفاده از ربات ‌ترجمه مقالات علمی ترجمه شده و به صورت محدود مورد بازبینی انسانی قرار گرفته است.در نتیجه می‌تواند دارای برخی اشکالات ترجمه باشد.مقالات لینک‌شده در این متن می‌توانند به صورت رایگان با استفاده از مقاله‌خوان ترجمیار به فارسی مطالعه شوند.