Терморегуляція нагрівання без струшування - спектр науки
Терморегуляція: нагрівання без струшування
Ссавці витрачають багато енергії, щоб підтримувати постійну температуру тіла, навіть при морозних зовнішніх температурах: з одного боку, вони надають коричневу жирову клітковину як нагрівальну та ізолюючу білизну, а якщо цього недостатньо, вони також виробляють відходи тепла через тремтіння м’язів. Однак м'язи насправді не повинні тремтіти, щоб нагрітись, стверджують біологи клітин, що працюють з Мутху Періасами з Університету штату Огайо після їх експериментів на мишах.
Вчені вперше вивчили роль м’язів як аварійного нагрівання у мишей, яким бракує коричневої жирової тканини. Тим не менше, навіть такі гризуни можуть підтримувати свою нормальну температуру тіла при низьких температурах 4 градуси Цельсія за рахунок посиленого тремтіння м’язів. Однак самі тремтіння для цього не потрібні, як з'ясували дослідники після того, як вони також припинили скорочення м'язів, використовуючи засіб для розслаблення м'язів. Потім температура тіла злегка впала, але не настільки, як очікувалося - тому повинен вступити інший механізм, як нагрівання.
Дослідники визначили причину як теплогенеруючий механізм холостого ходу, який також має місце в м’язових клітинах, коли вони не скорочуються. В центрі цього метаболічного процесу знаходиться регулятор сарколіпіну (Sln), молекула, яка регулює кальцієво-АТФазний насос саркоплазматичного ретикулума (SpR) м'язових клітин. Зазвичай SpR виділяє іони кальцію, витрачаючи енергію, щоб викликати скорочення м’язів; Sln відокремлює цей процес від фактичного скорочення і гарантує, що енергоємний процес постійно повторюється під час холостого ходу, виробляючи тепло, не рухаючи м'язових волокон.
Як нагрівальний механізм, цей процес, мабуть, має велике значення, поки що недооцінений, на думку дослідників: миші можуть пережити фази холоду, навіть якщо їх жировий шар відсутній, а їх тремтіння в м'язах заблоковано - але якщо вони також не працюють, вони незабаром помруть від переохолодження. У здорових тварин, залежний від Sln механізм холостого ходу в м'язі, ймовірно, також служить для спалення надлишкової енергії під час рясного запасу їжі, припускають Періазамі та його колеги: Добре вигодовані тварини без Sln, як правило, швидко набирають вагу.