Eurazijski obični škrtić svake zime smanjuje telo, lubanju i mozak za približno 15–20%, a u proleće ih ponovo obnavlja. Novo istraživanje otkriva genetske puteve — uključujući FOXO signalizaciju i metaboličke programe slične hibernaciji — koji upravljaju tim procesom. Genomska organizacija škrtića olakšava sezonske promene u ekspresiji gena, a promene u mozgu su pretežno reverzibilne i ne uključuju masovnu smrt neurona. Razumevanje ovih mehanizama može pomoći u istraživanjima metabolizma, oporavka tkiva i potencijalnih terapija za oštećenja mozga.
Mali škrtić koji svake zime smanjuje mozak do 20% — pa ga ponovo izgradi
Greater White-toothed shrew (Crocidura russula) pointing nose in the air and smelling for danger© Rudmer Zwerver/Shutterstock.com(Rudmer Zwerver/Shutterstock.com)
Eurazijski obični škrtić (Sorex araneus) preživljava zimu jedinstvenom strategijom: umesto da hibernira ili gomila mast, on smanjuje veličinu mozga i drugih organa za oko 15–20% tokom zime, a zatim ih ponovo obnavlja kad proleće donese više hrane. Novo istraživanje identifikovalo je genetske puteve i molekularne mehanizme koji upravljaju ovom sezonskom, reverzibilnom promenom.
Šta je Dehnelov fenomen?
Dehnelov fenomen je godišnji ciklus smanjenja i ponovnog rasta tela, lubanje i mozga kod nekih vrsta škrtića. Opisan je još sredinom 20. veka, ali tek nova genetska analiza otkriva kako se to postiže bez trajnog oštećenja tkiva.
The Eurasian common shrew has one of the fastest metabolisms of any mammal and can starve to death after just a few hours without food.©iStock.com/CreativeNature_nl(iStock.com/CreativeNature_nl)
Kako škrtić to radi?
Istraživanja vođena na Stony Brook University pokazuju da škrtići zimi aktiviraju metaboličke programe slične onima u životinja koje hiberniraju: pojačava se razgradnja masti i glukoneogeneza, a ćelije menjaju izvor i način proizvodnje energije. Ključnu ulogu igraju i FOXO signalni putevi, poznati po uticaju na metabolizam, otpornost na stres i regulaciju rasta — njihova pojačana aktivnost korelira sa smanjenjem veličine organa tokom zime i smanjenjem aktivnosti u proleće kada sledi obnovljeni rast.
Šta se dešava u mozgu?
Za razliku od patološkog gubitka moždanog tkiva, kod škrtića se ne beleži masovna smrt neurona. Veći deo promene potiče od smanjenja pomoćnih ćelija, sinaptičkih veza i drugih energetskih struktura koje se ponovo obnavljaju u proleće. To ukazuje na izuzetnu plastičnost mozga i sposobnost organizma da privremeno "isključi" energetski zahtevne komponente bez trajnog gubitka funkcije.
Each winter, the Eurasian common shrew’s skull and brain physically shrink, then regrow when spring returns.©Rudmer Zwerver/Shutterstock.com(Rudmer Zwerver/Shutterstock.com)
Genom i adaptacija
Istraživači su takođe ukazali na specifičnu organizaciju regiona u genomu škrtića koja olakšava sezonske promene u ekspresiji gena. Takva genomska fleksibilnost može objasniti zašto su upravo ove vrste razvile tako ekstremnu, ali kontrolisanu strategiju preživljavanja.
Zašto je otkriće važno?
Razumevanje molekularnih "prekidača" koji omogućavaju smanjenje i obnovu organa može imati širi značaj: od novih uvida u regulaciju metabolizma i lečenje metaboličkih bolesti (npr. gojaznost, dijabetes tip 2) do potencijalnih pristupa koji podstiču bezbedan oporavak mozga posle povrede ili bolesti. Model škrtića pokazuje da sisari imaju neotkrivene mehanizme otpornosti i regeneracije koje možemo proučavati.
Unlike injury-related brain loss, shrew brain shrinkage appears to avoid neuron death and is fully reversible.©Martin Pelanek/Shutterstock.com(Martin Pelanek/Shutterstock.com)
Zaključak: Umesto da se povuče ili nagomila zalihe, ovaj sitni sisar koristi kratkoročnu, reverzibilnu promenu tela da uštedi energiju. Istraživanja Dehnelovog fenomena otvaraju nova pitanja i mogućnosti u biologiji, medicini i razumevanju granica sisarske prilagodljivosti.
Izvor: analiza novih istraživanja, uključujući timove sa Stony Brook University; originalno objavljeno na A-Z Animals.
Pomozite nam da budemo bolji.
