5 років тому
Немає коментарів

Sorry, this entry is only available in
Російська
На жаль, цей запис доступний тільки на
Російська.
К сожалению, эта запись доступна только на
Російська.

С наступлением весны, что связано с потеп­лением и увеличением продолжительности светового дня, зимоспящие млекопитающие выходят из состояния оце­пенения, т. е. «пробуждаются».

Очевидно, что повышение температуры тела при про­буждении связано с наибольшими расходами энергии по сравнению с другими этапами зимней спячки. В этот период появляются интенсивные конвульсивные движе­ния мышц, т. е. дрожь, благодаря чему быстро выделя­ется тепловая энергия. В процессе согревания важную роль играют не только мышцы, но и особый вид жира, названный бурой жировой тканью. В отличие от обыкно­венной белой жировой ткани у многих млекопитающих возникают большие или меньшие участки скопления своеобразного бурого жира, который отличается от бе­лого жира не только по цвету, но и по характеру цито-хрома, благодаря которому он может интенсивно погло­щать кислород, тогда как белая жировая ткань, наобо­рот, метаболически малоактивна.

Считается доказанным, что важнейшую роль для поддержания теплопродукции при пробуждении впадающих в зимнюю спячку млекопитающих играет именно бурая жировая ткань. Она называется еще и сонной железой, так как встречается у всех зимоспящих млекопитающих, несмотря на то что ее также обнаружили почти у всех негибернирующих млекопитающих (за исключением ло­шади и свиньи).

Исследования Джонсона в 1971 г. показали, что бурая жировая ткань, имеющая столь важное значение для зи­моспящих млекопитающих, не выявлена у тех, хотя и немногочисленных, видов птиц, которые впадают в зим­нюю спячку.

Бурая жировая ткань у млекопитающих расположена между лопатками, вдоль яремных вен, в грудной клетке возле аорты, в желудке, на уровне почек и надпочечни­ков. Установлено, что она функционирует как своеобраз­ный радиатор. Когда животное пробуждается от зимней спячки, эта жировая ткань согревается быстрее всего. Оттуда тепло распространяется на переднюю часть тела, и после того, как достигнута определенная температура, суженные кровеносные сосуды в задней части тела рас­ширяются, все тело равномерно снабжается кровью и таким образом начинает согреваться.

Бурая жировая ткань отличается высокой актив­ностью, подверженной сезонным переменам, и ритмом, подобно железам внутренней секреции, из-за чего неко­торые исследователи уподобляют ее железе. Доказано, что ее масса у ежа и сурка уменьшается на 70% во вре­мя зимней спячки. По данным некоторых ученых, если у ежа удалить 50% бурой жировой ткани прежде, чем он впадет в гибернацию, то животное потеряет способ­ность пережить зимнюю спячку и погибнет при пониже­нии температуры. Не случайно французский ученый Пьер Росийон назвал бурую жировую ткань зимней одеждой млекопитающих.

Бурая жировая ткань при наблюдении под микроско­пом значительно отличается от белой. Цитоплазма клет­ки белой жировой ткани содержит крупную жировую каплю, в то время как цитоплазма клетки бурой жировой ткани имеет большое число маленьких жировых (липидных) капель и запасы гликогена. Эти маленькие липидные капли облегчают активирование липидов, так как поверхность соприкосновения между цитоплазмой и маленькими каплями велика. По сравнению с белой бурая жировая ткань очень богата митохондриями, в которых производится энергия. Более того, митохондрии в бурой жировой ткани содержат внутренние мембраны, которые более часто расположены, чем в других тканях. Это создает большую поверхность для действия ферментов. Другими словами, благодаря этим своеобразным «теп­лоцентралям» (митохондриям) горючее (липиды и гли­коген) может окисляться, чтобы произвести тепловую энергию, в которой нуждается организм млекопитающих. Доказано, что «разжигание» бурой жировой ткани про­исходит в результате нервных импульсов, так как она обильно иннервирована и, кроме того, снабжается кровью, так что с помощью кровообращения тепловая энергия распределяется по жизненно важным центрам организма. Установлено, что симпатический нерв (кото­рый является частью вегетативной нервной системы) уп­равляет этим «разжиганием». Возбужденный нервными импульсами, которые тепловые рецепторы, расположен­ные по всему телу, направляют в головной и спинной мозг, симпатический нерв подает команды, передавае­мые в орган-исполнитель (бурая жировая ткань) от «про­водящих путей» — двух нейронов симпатического нерва.

В 1981 г. американские физиологи Р. Смит и Б. Гор-виц из Калифорнийского университета провели исследо­вания бурой жировой ткани, на основании которых они назвали ее внутренней согревающей рубашкой, покры­вающей часть общей сосудистой сети. По данному сиг­налу она становится активным метаболическим «нагре­вателем», воздействующим непосредственно на кровь, когда она уходит и возвращается из периферийных час­тей тела. По мнению этих ученых, клетки бурой жировой ткани обладают высоким потенциалом обмена веществ. При выходе из состояния оцепенения температура бурой жировой ткани, особенно в местах ее скопления, оказы­вается значительно выше, чем других частей тела.

Температура в различных частях тела выходящего из состояния зимней спячки животного неодинакова, так как процесс согревания протекает неравномерно. Обычно пе­редняя часть тела, где расположены такие жизненно важные органы, как мозг и сердце, согревается быстрее. Повышение температуры сердца, возможно, важнейший этап пробуждения, так как оно обеспечивает циркуляцию крови и таким образом доставку кислорода во все остальные органы. Исследования показывают, что согре­вание задней части тела начинается только после того, как температура передней части приближается к норме. Именно в тот момент, когда все тело животного быстро достигает нормальной температуры, происходит наиболь­шее потребление кислорода, после чего оно понижается и достигает нормального уровня. На начальной стадии пробуждения поток крови почти всецело направлен в жизненно важные органы в передней части тела, только после их согревания он заметно усиливается и в задних частях. Это было установлено с помощью радиоактивных индикаторов. Исследования коллектива под руководст­вом К. йохансена в 1964 г. показали, что скелетные мыш­цы в передней части тела млекопитающего, пробуждаю­щегося от зимней спячки, получают в 16 раз больше кро­ви, чем у бодрствующего животного. Это служит под­тверждением того, что мышечная ткань играет важную роль в повышении теплоотдачи при выходе из состояния зимней спячки. Доказано, что в начале этого периода мышцы задней части тела получают примерно в 10 раз меньше крови, чем мышцы передней части. В то же время в бурой жировой ткани объем крови больше ее объема и в самых активных мышцах, что тоже подтверждает участие этой ткани в выработке тепла. Исследования тех же ученых еще в 1961 г. показали, что желудочно-кишеч­ный тракт (особенно тонкие кишки) меньше всего снаб­жен кровью в момент пробуждения от зимнего сна.

Выход из состояния зимней спячки начинается с уча­щения ритма дыхания, что приводит к учащению сердеч­ных сокращений, повышению внутренней температуры тела и к выработке тепла. Накопленный в печени глико­ген начинает быстро расходоваться. Частота сердечных сокращений быстро нарастает. Например, у суслика во время зимней спячки (при температуре тела 5°С) число их составляет 3 в 1 мин, а в период пробуждения уве­личивается до 20 (при 8°С), потом до 200 (при 14°С) и 300 (при 20°С). Дыхание в самом начале становится нормальным, а затем учащается. Наблюдается и так на­зываемое метаболическое перерегулирование, например, потребление кислорода у золотистого хомяка возрастает от 0,5 до 8000 мл/кг массы за 1 ч, а после стабилизации температуры понижается почти до 5000 мл/кг за 1 ч. Электрическая активность в коре больших полушарий мозга заметно повышается при температуре около 20°С.

В конце концов все физиологические процессы орга­низма нормализуются, но у различных видов млекопи­тающих продолжительность периода нормализации не­одинакова. Например, установлено, что летучие мыши, находившиеся в морозильной камере без пищи на протя­жении 144 дней, были способны летать через 15 мин по­сле их перемещения в обычные температурные условия, тогда как у сусликов температура тела повышалась с 4 до 35°С только за 4 ч.

Многочисленные научные исследования, проведенные на зимоспящих млекопитающих, показывают, что зим­нюю спячку не следует связывать с функциями только эндокринной системы. По мнению большинства ученых, у таких животных (хотя и при более низком уровне ак­тивности) сохраняется интеграция всех систем организ­ма.

При своем пробуждении млекопитающие, впадающие в зимнюю спячку, выходят из своего убежища исхудав­шими, так как израсходовали все резервные энергетиче­ские вещества. Так, например, при исследованиях сурка установлено, что уменьшение его веса идет как за счет израсходованной жировой ткани, так и внутренних орга­нов. Вес жировой ткани уменьшается на 99%; печени — на 59; диафрагмы — на 4; легких — на 45; мышц — на 30; сердца — на 27 и скелета — на 12%.

Большинство впадающих в зимнюю спячку млекопи­тающих после пробуждения и выхода из своих зимних квартир измучены голодом и при первой возможности наедаются досыта. Они круглые сутки ищут пищу, осо­бенно ежи, которые за день съедают больше пищи, чем вес и собственного тела.

Несмотря на достигнутые результаты многочислен­ных исследований ученых из разных стран, благодаря которым стало ясно, что зимняя спячка у млекопитаю­щих — это один из совершенных приспособительных фи­зиологических механизмов, закрепившихся в процессе эволюции, все же в этой проблеме остается еще много нерешенных вопросов.