На грани жизни - [23]

Зимняя спячка связана с рядом особенностей клеточного метаболизма, в первую очередь центральной нервной системы, внутренних органов и особенно желез внутренней секреции. По данным известного советского ученого профессора Я. Киршенблата, резко увеличиваются число и размеры Лангергансовых островков в поджелудочной железе, что сопровождается повышением секреции инсулина. Вследствие этого в крови значительно повышается содержание инсулина и углекислого газа, а это приводит к тому, что зимний сон становится более глубоким, так как содержание сахара в крови понижается, а он является основным источником энергии. Введение ежам инсулина вызвало состояние, сходное с зимней спячкой, причем температура тела понизилась почти до уровня температуры окружающей среды. Кровь с периферии отхлынула преимущественно во внутренние органы (кровяное депо), и давление крови понизилось. Увеличилось содержание гликогена в печени и мышцах, тогда как уровень содержания сахара в крови стал падать. В печени начал накапливаться АТФ (аденозинтрифосфат).

Как известно, щитовидная железа принимает значительное участие в механизме терморегуляции у млекопитающих и птиц. Раздражение чувствительных к холоду рецепторов кожи рефлекторно приводит к усилению секреции тиреотропного гормона, выделяемого гипофизом, который стимулирует функцию щитовидной железы. Ее гормоны повышают общий уровень энергетического обмена и усиливают образование тепла в организме, что, в свою очередь, поддерживает постоянную температуру тела при охлаждении животных независимо от увеличения теплоотдачи. В период зимней спячки функции щитовидной железы ослабевают, вследствие чего снижается способность организма к терморегуляции. Эксперименты с ежами показали, что после инъекции тироксина (гормон щитовидной железы) процесс наступления зимней спячки задерживается, а инъекция питуитрина (препарат, полученный из задней доли гипофиза, содержащий преимущественно гормоны окситоцин и вазопрессин) прекращала гибернацию.

Установлено, что во время зимней спячки наступает истощение коры надпочечников. Опыты показали, что млекопитающие с удаленными оперативным путем надпочечниками не могут впадать в состояние гибернации. Введение норадреналина (биологически активного вещества, выработанного корой надпочечников) в период зимней спячки не вызывает повышенного теплообразования.

Только с пробуждением от зимней спячки у млекопитающих наступает быстрое усиление функций щитовидной железы и надпочечников, сопровождающееся увеличением содержания тироксина, трийодтиронина, адреналина и норадреналина в крови. Это приводит к резкому усилению энергообмена и быстрому повышению температуры тела до нормальной. Установлено, что введение тироксина или норадреналина млекопитающим, находящимся в состоянии зимней спячки, может привести к быстрому их пробуждению.

Во время зимнего сна появляются и регрессивные изменения в половых органах, которые, однако, активируются к концу зимней спячки, так как непосредственно после своего пробуждения животные приступают к размножению. Некоторые ученые объясняют это тем, что во второй половине зимней спячки в результате усиленного распада жиров в крови животных накапливается значительное количество витамина Е.

В настоящее время большинство ученых, занимающихся исследованиями зимней спячки, считают, что железы внутренней секреции и уровень секреции гормонов лишь создают благоприятные условия для впадания животных в зимнюю спячку или для пробуждения от нее.

Внимание специалистов по проблемам зимней спячки ныне сосредоточено на гипоталамусе (часть промежуточного мозга).

В настоящее время считают, что гипоталамус исполняет роль регулирующего центра процессов, происходящих во время зимней спячки и подготовки к ней. Исследованиями советского ученого Е. Сатинова в 1965–1970 гг. было установлено, что при повреждении задней области гипоталамуса золотистые хомяки теряют свою способность впадать в зимнюю спячку. В ряде других опытов (с сусликами) при повреждении передней области гипоталамуса они сохраняли эту способность, но не могли выйти из состояния спячки.

Как подчеркивает профессор Киршенблат, роль и значение нейросекреции ядра промежуточного мозга (в частности, гипоталамуса, являющегося его частью) и желез внутренней секреции в физиологических механизмах зимней спячки все еще недостаточно выяснены и представляют интерес для будущих исследований.

Каковы механизмы, регулирующие состояние зимней спячки?

Ясно, что оцепенение и зимняя спячка — это строго контролируемые физиологические состояния. У некоторых видов зимоспящих животных продолжительность ежедневного оцепенения определяется количеством пищи и необходимостью экономить энергию. Очевидно, что не только переход в состояние оцепенения, но и продолжительность этого состояния, как и выход из него, должны строго регулироваться организмом зимоспящих животных.

В естественных условиях зимняя спячка начинается в определенное время года, но она связана не только с наступлением холода и нехваткой пищи, а и с продолжительностью светового дня и с наступлением гормональных изменений. Например, невозможно заставить впасть в гибернацию зимоспящих млекопитающих в период размножения, несмотря на искусственно созданные идентичные условия.