| Аннотация |
Одной из актуальных проблемой современной биологии и медицины является исследование адаптации человека и животных к низким температурам окружающей среды. Особый интерес исследователей привлекает удивительная способность ряда гетеротермных видов млекопитающих в течение многих месяцев переживать неблагоприятные условия среды за счет перестройки организма на пониженный уровень жизнедеятельности. Зимняя спячка (гибернация) млекопитающих является природной моделью устойчивости организма, его тканей, органов и клеток к гипотермии, гипометаболизму и гипоксии (Крамарова и др., 2009). Низкотемпературное состояние может быть получено и у незимоспящих животных под действием композиции фармакологических препаратов (Zakharova et al., 2021), в условиях гипоксии, гиперкапнии и пониженной температуры окружающей среды (Игнатьев и др., 2012; Шустов и др., 2017). Индуцированная управляемая терапевтическая гипотермия (ТГ) хорошо известный и эффективный метод лечения пациентов, находящихся в критическом состоянии (Меркулова и др., 2020). В настоящее время ТГ используется при различных состояниях и заболеваниях (Меркулова и др., 2020; Рябов, Вышлов, 2023; Saigal et al., 2015): состояние комы при восстановлении спонтанного кровообращения после остановки сердца (ОС); ишемический инсульт; неонатальная гипоксическая энцефалопатия; травматическое повреждение спинного мозга; травматическое повреждение головного мозга с высоким внутричерепным давлением без признаков кровоизлияния, и некоторых других. Для адаптационной медицины, космической биологии и физиологии стресса большой интерес представляет изучение влияния глубокой гипотермии (ниже 27ºС). Большинство таких исследований сосредоточено на изучении состояния искусственного гипобиоза у незимоспящих млекопитающих (Игнатьев и др., 1998; Тимофеев, 2005; Быкова и др., 2012). Однако индуцированная гипотермия сопряжена с риском последующих осложнений (повышение вязкости крови, повышенный риск развития пневмонии, холодовой диурез, повреждение почек, постишемическая реперфузия), которые могут нивелировать ее позитивные эффекты (Григорьев и др., 2014; Меркулова и др., 2020; Dobson, 2004; Bjertnæs et al., 2022). В этой связи перспективны исследования механизмов естественного гипометаболического состояния зимоспящих млекопитающих, позволяющие им избегать негативных последствий длительной гипотермии. Находясь в спячке до 9 месяцев в году, животные-гибернаторы регулярно переживают циклическую смену гипотермического-гипометаболического состояния (длительностью до нескольких недель) и активного состояния (кратковременные межбаутовые пробуждения). Обратимость этих состояний перехода от «клинической смерти» к активной жизнедеятельности, представляющих физиологический процесс у данной категории животных, является крайне актуальным для моделирования процессов замедления биологического старения, восстановления после неблагоприятных воздействий, в том числе низких температур, а также выхода из терминальных состояний. Известно, что во время периодов гипотермии подавляются такие важные физиологические процессы, как транскрипция и трансляция генов, синтез ДНК и деление клеток (Carey et al., 2003; Ruf, Geiser, 2015; Mohr et al., 2020). Таким образом, во время спячки потенциально нарушаются функции эндокринной и репродуктивной систем, требующие экспрессии генов и пролиферации клеток, включая синтез андрогенов и сперматогенез. Для многих зимоспящих млекопитающих описаны ярко выраженные сезонные изменения уровня половых гормонов, а также морфофункциональные изменения в семенниках, которые также указывают на приостановку сперматогенеза в период гибернации (Dai Pra et al., 2022; Han et al., 2017; Zhang et al., 2010; Strauss et al., 2008; Gagnon et al., 2020). Несмотря на серьезные перестройки репродуктивной системы, происходящие перед спячкой, а также невозможность поддержания репродуктивной функции на протяжении нескольких месяцев гетеротермного периода, животные-гибернаторы вскоре после окончания спячки, весной, быстро переходят от фенотипа, ориентированного на сохранение энергии, к фенотипу, направленному на максимизацию репродуктивного успеха (Dai Pra et al., 2022; Strauss et al., 2008; Gagnon et al., 2020). Изучение механизмов остановки сперматогенеза после неблагоприятных воздействий низких температур и его последующей реактивации, которые реализуются у гибернирующих млекопитающих, представляет большой интерес как научная проблема с возможными практическими выходами для биомедицинских исследований, в том числе для совершенствования методов статической холодовой консервации тканей и органов (Dou et al., 2022). Явление гетеротермии описано для представителей нескольких таксономических групп, включая приматов (Ruf, Geiser, 2015). Полагают, что в основе защитных эффектов гибернации и эндогенной гипотермии лежат типовые механизмы, выработавшиеся эволюционно и закрепленные генетически (Шевелев и др., 2023). Поскольку зимоспящие млекопитающие обладают значительным потенциалом для реактивации репродуктивной системы после воздействия длительной гипотермии, эти животные могут служить уникальной экспериментальной моделью для получения трансляционных знаний и разработки новых методов диагностики, лечения и профилактики заболеваний репродуктивной системы человека.
|
