Скелет нуждается в активности. Если кости не всегда задействуются или подвергаются достаточной нагрузке, они могут разрушаться. Это, например, грозит космонавтам находящимся в невесомости или прикованным к постели пациентам.

Но черные медведи, очевидно, разработали патентное решение этой проблемы. Потому что, хотя они почти не шевелятся в своей многомесячной спячке, их костное вещество почти не страдает от этого.

Группа международных исследователей сообщает в журнале «Экспериментальной биологии»: внушительные хищники защищают свои кости, прерывая их постоянные процессы обновления во время периода покоя. Это показывают анализы образцов костей, а также некоторых гормонов и ферментов в крови, участвующих в этих процессах.

«Медведи в спячке-настоящие чудеса метаболизма», — пишет Сет Донахью из Университета штата Колорадо и его коллеги. „Вы можете быть физически неактивными и с избыточным весом, не развивая осложнений, таких как сердечные заболевания, мышечная атрофия и диабет.

Предыдущие исследования того, как кости медведей без помех выдерживают спячку, не пришли к единым результатам. Для своего текущего расследования Донахью и его коллеги захватили черных медведей в начале октября, разместили в корпусе исследовательской станции медведя и выпустили на свободу в конце мая. Таким образом, животные оставались под наблюдением исследователей в течение полного периода спячки, во время которого брали пробы крови каждые десять дней. Эти образцы крови они исследовали для ряда веществ, которые, по их мнению, могут оказывать влияние на текстуру костей. Кроме того, они также проанализировали образцы ткани с кости, которые взяли у двух медведей в разное время.

До и после фактической спячки, которая длится примерно с января по апрель, метаболизм животных медленно снижается-или снова увеличивается. В течение нескольких недель медведи становятся все более неактивными осенью и едят меньше, соответственно, увеличивают активность весной, а затем снова едят больше. Если медведи в неволе проявляли признаки стресса, исследователи немедленно отпускали их. В конечном счете, данные 13 медведей вошли в анализы.

Обычно старое костное вещество постоянно заменяется новым, поскольку остеокласты разрушают ткани, а остеобласты создают новые. Это так называемое моделирование костной ткани противодействует явлениям износа, восстанавливает структурные повреждения и, таким образом, гарантирует, что скелетный аппарат остается неповрежденным и работоспособным. У медведей же исследователи обнаружили некоторые признаки подавления этого механизма в период покоя: во время спячки в крови снижались уровни определенных ферментов, которые являются признаком моделирования костной ткани. Аналогичным образом, количество остеобластов на поверхности кости снизилось с 2 процентов до 0,15 процента перед спячкой. Кроме того, количество гормона, снижающего распад костей, увеличилось в 15 раз.

Очевидно, что регулировка этих механизмов перестройки помогает кости не разрушаться во время зимнего отдыха, несмотря на отсутствие физической нагрузки. Исследователи полагают, что результаты и дальнейшие исследования уникальных метаболических процессов медведей в спячке вполне могут принести новые подходы к пониманию и лечению человеческих заболеваний.