3 года назад
Нету коментариев

Современной фармакологической науке из­вестно немало химических снотворных веществ, вызы­вающих впадание в глубокий сон. Однако эти синтетиче­ские соединения обычно обладают вредным побочным действием, еще более нежелательным, когда их применя­ют к больному человеку (например, при операции). Вот почему усилия ученых еще в начале нашего столетия бы­ли нацелены на синтезирование подопытными животными так называемого фактора сна. Предполагается, что син­тез фактора сна откроет возможность для экспериментов, с помощью которых можно будет исследовать физиоло­гическую природу сна.

Еще в 1913 г. французские ученые извлекали спинно­мозговую жидкость у лишаемых сна собак и вводили ее другим собакам, после чего те спали значительно боль­ше нормы.

Значительно позже фактор сна изучали швейцарские исследователи из Базельского университета. Им удалось выделить из венозной крови мозга спящего кролика ве­щество, которое ввели другому, бодрствующему кролику, вызвав у него сон. Опыты с животными показали, что во время сна в крови и в спинномозговой жидкости обра­зуется вещество, которое, если его ввести другому, бодр­ствующему, животному, вызывает у него сон.

Швейцарский ученый М. Монэ после сложных и про­должительных опытов в 1974 г. сумел выделить это ве­щество в чистом виде. Оно оказалось белковым соеди­нением, точнее, полипептидом, состоящим из 9 аминокислот с молекулярным весом 860. Определение после­довательности расположения аминокислот в пептидной цепи должно открыть ученым путь к синтезированию это­го вещества.

Независимо от усилий швейцарского ученого после восьмилетних исследований группа ученых из Гарвард­ского университета также обнаружила, что сон у живот­ных вызывают белки. Исследователи нашли быстрый и безболезненный способ извлечения спинномозговой жид­кости у коз. Они показали, что жидкость вызывала более длительный, чем нормальный, сон у подопытных крыс, кошек и кроликов. Было установлено, что тот же фактор может быть извлечен из мозга лишенных сна животных сразу же после их умерщвления.

В последнее время многие исследователи из разных стран стремятся выделить фактор, вызывающий зимнюю и летнюю спячку у животных. Некоторые ученые пред­полагают, что этот фактор находится в крови, другие — в различных тканевых жидкостях, а третьи — в мозговой нервной ткани. Так, например, исследования американ­ских ученых А. Дейва и У. Спериера в 1969 г. показали, что сыворотка крови, взятой у сусликов, находящихся в состоянии зимней спячки, и введенная сусликам в их ак­тивный период летом, вызывала впадание их в зимнюю спячку. Даже человекообразные обезьяны поддавались ее воздействию — теряли аппетит, у них замедлялся пульс и температура тела понижалась на 2—8°С. Активная со­ставная часть сыворотки крови еще не выделена, но пред­полагается, что она действует как регулятор количества определенных гормонов. Доказательством этого служит тот факт, что суслики, которым вводили гормон тестосте­рон, просыпались от зимней спячки раньше других зимосиящих животных.

В различных исследовательских лабораториях прово­дились опыты, в которых экстракт из мозга умерщвлен­ных зимнеспящих ежей, летучих мышей и золотистых хо­мяков был введен не зимоспящим бодрствующим кошкам и собакам. В результате животные впадали в сонливое состояние, температура их тела несколько понижалась, но добиться у них настоящей зимней спячки не удалось.

Подобные исследования были проведены Ноулом в 1952 г. Он выделил из мозга впавших в зимнюю спячку млекопитающих вещество, вызвавшее впадание в зимнюю спячку даже у тех видов, которым она не свойственна,— у собак и кошек, причем она продолжалась от 2 до 40 дней.

Английские и шведские биохимики направили свои усилия на то, чтобы выделить фактор сна из организма животных, впадающих в летнюю спячку. В качестве объ­екта изучения они выбрали африканскую двоякодыша­щую рыбу — протоптера (см. гл. «Существует ли летняя спячка в животном мире?»). Они получили экстракт моз­га этого вида рыбы во время ее летней спячки и ввели его лабораторным белым крысам. В результате у них наблюдалось понижение температуры тела и они впада­ли в состояние глубокого сна.

Другие ученые провели опыты над впадающими в зим­нюю спячку золотистыми хомяками и ежами, исследуя содержание свободных аминокислот в их мозге. Было установлено, что во время зимней спячки активность фермента глутаминдекарбоксилазы повышена, и поэто­му содержание гамма-аминомасляной кислоты выше нор­мы. Предполагается, что это вещество и продукты его распада угнетают центральную нервную систему и вызы­вают сонное состояние. Однако предположение, что зим­няя спячка наступает под воздействием гамма-гидроксимасляной и гамма-аминомасляной кислот, не доказано, так как понижение процессов обмена веществ и темпера­туры тела у подопытных животных (кроликов, кошек, собак и других млекопитающих) достигается и путем введения экстракта из других тканей зимоспящих жи­вотных.

Интересные опыты проведены с переливанием крови от впавшего в зимнюю спячку тринадцатиполосного сус­лика (Citellus tridecemlineatus) и альпийского сурка (Marmota marmota) таким же животным в период их активности. Результаты оказались сходными с результа­тами применения мозговых экстрактов — появились при­знаки настоящей зимней спячки. Она наступала даже тогда, когда использовалась консервированная кровь длительного хранения, которую переливали животным в активный период их жизни (летом). Более того, подоб­ный эффект получался и при введении сыворотки крови и промытых кровяных клеток, взятых у впавших в зим­нюю спячку животных.

Установлено, что во время зимней спячки у ежей, да и у некоторых других млекопитающих, увеличивается ткань Лангергансовых островков и повышается число бета-клеток, производящих инсулин. Однако повышение выработки инсулина, по мнению ряда ученых, не явля­ется сопутствующим признаком или причиной впадания в зимнюю спячку, но, несомненно, необходимо для ее подготовки, так как инсулин исключительно активен при образовании жиров и при распаде гликогена в печени. К концу зимнего периода количество инсулина уменьша­ется, так как он поступает в небольших дозах в кровь и главное — участвует во многих процессах при пробужде­нии. В конце зимней спячки выработка инсулина приспо­сабливается к повышенным требованиям при оконча­тельном пробуждении животного весной. В связи с тем что низкий уровень сахара в крови и пониженная тем­пература тела типичны для зимней спячки, некоторые ученые считают зимнюю спячку одним из видов инсулинового наркоза. В доказательство этого они смогли с помощью введения инсулина (а также инсулина и солей магния) вызвать искусственную зимнюю спячку у ежа, которая была очень близка к естественной. Но у других видов животных этот эксперимент не удался.

В результате ряда других опытов было установлено, что при удалении щитовидной железы у зимоспящих жи­вотных они не в состоянии впадать в гибернацию. Когда тем же животным вводили гормоны этой железы (тиреоидные гормоны), они могли впасть в состояние зимней спячки. Подобные результаты были получены и с гор­монами надпочечников и половых желез, которые также нужны для впадания в зимнюю спячку.

Доказано, что в конце гибернации все органы внут­ренней секреции, включая и гипоталамус, действуют с повышенной активностью. При пробуждении необходима значительная энергия для согревания организма, что не­возможно без усиления выработки гормонов.

В 1977 г. американские физиологи X. Суэн и Ч. Шат посредством введения экстракта мозговой ткани, взятой у животных, находившихся в состоянии зимней спячки, сумели вызвать у теплокровных животных понижение обмена веществ на 35% и температуры тела на 5°С.

В ноябре 1982 г. советские исследователи из Инсти­тута биофизики Академии наук СССР сумели искусствен­но вызвать состояние зимней спячки v животных с постоянной температурой тела. Опыты были проведены вес­ной на трех группах белых мышей. Первой группе ввели экстракт ткани, полученный в декабре — январе от сус­ликов, находившихся в состоянии естественной глубокой зимней спячки. Второй группе мышей ввели экстракт тех же тканей сусликов, но полученный в их активный лет­ний период. Третья группа мышей была контрольной — им вводили физиологический раствор. Экстракт получа­ли из эпителия кишок, где синтезируются нейропептиды, которые в дальнейшем поступают в мозг и играют роль регуляторов сложных процессов в нервной системе. Ре­зультаты показали, что введение в организм мышей экст­ракта из тканей сусликов, находящихся в состоянии зим­ней спячки, существенно понижало потребление кислоро­да и температуру тела в зависимости от дозы. При вве­дении 1 мкг на 1 г веса потребление кислорода падало до 61%, а через 4 ч после введения температура тела падала до 32,8°С. При введении 2 мкг на 1 г веса обмен веществ понижался до 76%, а температура тела к седь­мому часу падала до 25°С. У некоторых животных через 6 ч она упала до 22,5°С, т. е. мало отличалась от темпе­ратуры помещения, где проводился опыт. У второй груп­пы мышей, которым вводили экстракт, взятый от сусли­ков в период их летней активности, не наблюдалось от­личия от контрольной группы мышей, которым вводили только физиологический раствор. По мнению советских ученых, в организме зимоспящих животных вырабатыва­ется или резко увеличивается концентрация одного или нескольких веществ, которые до сих пор не удалось иден­тифицировать. Сначала они понижают обмен веществ, а потом и температуру тела. Советские ученые предполага­ют, что действие этих веществ подобно действию вещест­ва, выделенного из мозга и крови зимоспящих животных, в вышеописанных опытах.

Многие специалисты склонны исключить предположе­ние о том, что такой комплексный процесс, как зимняя спячка, для выработки которой природе понадобились миллионы лет, может вызывать одно химическое соеди­нение.

Расшифровка этой тайны имела бы огромное значе­ние для медицины при лечении ряда заболеваний, так как считают, что во время зимней спячки животные устой­чивы к возбудителям болезни.