สิ่งที่กระรอกฤดูหนาวสามารถสอนนักบินอวกาศได้

เมื่อหมีและกระรอกดินจำศีลในฤดูหนาว พวกมันจะหยุดกิน โดยคงอยู่จนถึงฤดูใบไม้ผลิเพียงเพราะไขมันสำรองที่พวกมันสะสมไว้ในร่างกายของพวกมัน โดยปกติ การอดอาหารเป็นเวลานานและการไม่ใช้งานแบบนี้จะลดมวลและการทำงานของกล้ามเนื้อลงอย่างมาก แต่ผู้ที่จำศีลจะไม่ได้รับผลกระทบจากชะตากรรมนี้ อย่างไรก็ตาม พวกเขาหลีกเลี่ยงได้อย่างไร ยังคงเป็นปริศนา

ตอนนี้นักชีววิทยาของ Université de Montréal ได้ค้นพบว่าทำไม และการค้นพบของเขาอาจมีนัยยะสำหรับอนาคตของการเดินทางในอวกาศ จากการศึกษาความหลากหลายที่เรียกว่ากระรอกดิน 13 ตัว ซึ่งพบได้ทั่วไปในอเมริกาเหนือ Matthew Regan ได้ยืนยันทฤษฎีที่เรียกว่า “การกอบกู้ไนโตรเจนยูเรีย” ย้อนหลังไปถึงช่วงทศวรรษ 1980

ทฤษฎีนี้วางตัวว่าไฮเบอร์เนต

ใช้เคล็ดลับการเผาผลาญของจุลินทรีย์ในลำไส้เพื่อรีไซเคิลไนโตรเจนที่มีอยู่ในยูเรีย ซึ่งเป็นสารประกอบของเสียที่มักถูกขับออกมาเป็นปัสสาวะ และใช้เพื่อสร้างโปรตีนเนื้อเยื่อใหม่

การค้นพบนี้จะนำไปใช้ในอวกาศได้อย่างไร? ตามทฤษฎีแล้ว Regan วางตำแหน่งโดยช่วยให้นักบินอวกาศลดปัญหาการสูญเสียกล้ามเนื้อของตนเองที่เกิดจากการปราบปรามการสังเคราะห์โปรตีนที่เกิดจากแรงโน้มถ่วงต่ำและตอนนี้พวกเขาพยายามลดโดยการออกกำลังกายอย่างเข้มข้น

หากพบวิธีที่จะเสริมกระบวนการสังเคราะห์โปรตีนของกล้ามเนื้อของนักบินอวกาศโดยใช้ยูเรียไนโตรเจน พวกเขาจะสามารถบรรลุสุขภาพของกล้ามเนื้อที่ดีขึ้นในระหว่างการเดินทางระยะไกลสู่ห้วงอวกาศในยานอวกาศที่มีขนาดเล็กเกินไปสำหรับอุปกรณ์ออกกำลังกายทั่วไป ข้อโต้แย้งก็ดำเนินไป

ตรวจสอบ: การศึกษาใหม่เพิ่มเติมแก้ไขหลุมดำ Paradox ของ Stephen Hawking – ด้วยทฤษฎีสตริง

“เนื่องจากเราทราบดีว่าโปรตีนของกล้ามเนื้อชนิดใดถูกระงับระหว่างการบินในอวกาศ เราจึงสามารถเปรียบเทียบโปรตีนเหล่านี้กับโปรตีนที่ได้รับการปรับปรุงโดยการกอบกู้ไนโตรเจนในอากาศในระหว่างการจำศีล” Regan ผู้ดำเนินการวิจัยนี้ในขณะที่เป็น postdoc ที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสันกล่าว

ตอนนี้เขาทำงานต่อไปผ่านทุนวิจัยของ 

Canadian Space Agency ที่ UdeM ซึ่งปีที่แล้วเขารับตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านสรีรวิทยาของสัตว์ในภาควิชาวิทยาศาสตร์ชีวภาพ

“ถ้า” Regan กล่าวต่อ “มีความทับซ้อนกันระหว่างโปรตีนใน spaceflight และโปรตีนจากการจำศีล แสดงว่ากระบวนการนี้อาจมีประโยชน์ต่อสุขภาพของกล้ามเนื้อในระหว่างการบินในอวกาศ”

โมเดลไฮเบอร์เนต

ในการศึกษาของเขา Regan ได้ออกแบบชุดของเทคนิคและการทดลองเพื่อตรวจสอบขั้นตอนสำคัญในกระบวนการกอบกู้ยูเรีย และให้หลักฐานว่าพวกเขาเกิดขึ้นในกระรอกดิน 13 แถวที่มันจำศีลหรือไม่

ในการทำเช่นนั้น ในห้องแล็บของพวกเขา พวกเขาฉีดเลือดของกระรอกทดสอบด้วยยูเรีย “ฉลากคู่” ซึ่งหมายความว่าอะตอมของคาร์บอนของยูเรียคือ  13 C แทนที่จะเป็น  12 C ปกติ และอะตอมไนโตรเจนของมันคือ  15 N แทนที่จะเป็น  14 N ปกติ ฉลากเหล่านี้อนุญาตให้ติดตามคาร์บอนและไนโตรเจนที่มาจากยูเรียผ่านขั้นตอนต่างๆ ของกระบวนการกอบกู้ยูเรียไนโตรเจน

พวกเขาพบว่ากระบวนการนั้นนำจากการขนส่งยูเรียในขั้นต้นจากเลือดไปยังลำไส้ ไปจนถึงการสลายยูเรียเป็นส่วนประกอบโดยจุลินทรีย์ในลำไส้ ไปสู่การไหลของสารที่เรียกว่าเมแทบอไลต์ ซึ่งมียูเรียไนโตรเจนกลับเข้าไปในสัตว์ และในที่สุดก็มาถึงการปรากฏตัวของยูเรียไนโตรเจนในโปรตีนเนื้อเยื่อในที่สุด

ดู: ‘เตาผิงของนายพราน’: เนบิวลาเปลวไฟสว่างไสวด้วยสีสันและจับภาพใหม่อันน่าทึ่ง

“โดยพื้นฐานแล้ว การเห็น  13 C และ/หรือ  15 N ในเมแทบอไลต์ที่ขั้นตอนต่างๆ เหล่านี้บ่งชี้ว่าพวกมันมีต้นกำเนิดมาจากยูเรีย และด้วยเหตุนี้ ผู้ไฮเบอร์เนตจึงใช้การกอบกู้ยูเรียไนโตรเจน” รีแกนกล่าว

เขาทำการทดลองกับกระรอกที่มีและไม่มีไมโครไบโอมในลำไส้เป็นเวลาสามครั้งของปี: ฤดูร้อน เมื่อพวกมันกระฉับกระเฉงและไม่จำศีล ต้นฤดูหนาว เมื่อพวกเขาอดอาหารและจำศีลได้หนึ่งเดือน และช่วงปลาย

ฤดูหนาวเมื่อพวกเขาอดอาหารและจำศีลได้สี่เดือน

‘หลักฐานที่ชัดเจนของการกอบกู้ไนโตรเจน’

สิ่งที่พวกเขาพบมีความชัดเจน: ในแต่ละขั้นตอนของกระบวนการ มีหลักฐานที่ชัดเจนของการกอบกู้ยูเรียไนโตรเจนโดยกระรอกที่มีไมโครไบโอมในลำไส้ที่ไม่เสียหาย

ที่สำคัญ กระรอกที่มีไมโครไบโอมในลำไส้หมดลงไม่มีหลักฐานการกอบกู้ยูเรียไนโตรเจนในทุกขั้นตอน เป็นการยืนยันว่ากระบวนการนี้ขึ้นอยู่กับความสามารถของจุลินทรีย์ในลำไส้ในการย่อยสลายยูเรีย ซึ่งเป็นสิ่งที่ตัวกระรอกเองไม่สามารถทำได้

Credit : แทงบอลออนไลน์