Точно так же, как медведь инстинктивно снижает температуру своего тела, чтобы пережить зимний холод, ученые открыли новаторский метод контроля температуры тела человека, потенциально спасающий жизни в чрезвычайных ситуациях.

Исследователи из Орегонского университета здоровья и науки разработали процесс, который однажды сможет помочь врачам снизить температуру тела у людей, переживающих опасные для жизни события, такие как сердечные приступы или инсульты.

Если применить это открытие к людям, которые не могут впадать в спячку естественным образом, оно может имитировать естественную способность некоторых животных снижать температуру тела во время спячки.

«Идея состоит в том, чтобы снизить температуру тела до более низкого уровня, чтобы тканям, таким как мозг или сердце, не требовалось так много кислорода, что позволило бы им дольше переносить ишемию [недостаток кислорода в тканях] и улучшить функциональные результаты инсультов или сердечных приступов», — сказал Доменико Тупоне, доктор философии, старший автор исследования и доцент кафедры неврологической хирургии в Медицинской школе OHSU.

Обычно, когда млекопитающие мерзнут, их тела пытаются вырабатывать тепло, дрожа или сжигая особый вид жира, называемый бурым жиром. Это контролируется нормальной системой терморегуляции мозга, которая поддерживает стабильную температуру тела.

Однако у животных, впадающих в спячку, таких как медведи или арктические суслики, эта система изменяется зимой, чтобы они могли снизить температуру своего тела и выдерживать холод в течение длительных периодов. Во время процесса спячки, или оцепенения, обычные реакции организма на воздействие холода инвертируются, так что воздействие холода вызывает снижение выработки тепла и температура тела падает.

В своем исследовании, опубликованном в Current Biology , Тупоне и его коллеги обнаружили, как мозг контролирует это изменение в регуляции температуры. Они называют этот процесс «терморегуляторной инверсией» или ТИ.

Исследователи обнаружили, что, блокируя определенную область мозга, называемую вентромедиальной перивентрикулярной областью, или VMPeA, они могут вызвать это состояние TI у крыс — животных, которые, как и люди, не впадают в спячку естественным образом. Во время TI воздействие холодной среды останавливает выработку организмом тепла, процесс, известный как термогенез, в то время как воздействие тепла увеличивает выработку тепла.

Их исследование показывает, что VMPeA действует как «переключатель оцепенения»: когда он активен, организм нормально реагирует на изменения температуры. Однако, когда активность в этой части мозга снижается, организм переходит в состояние TI, снижая выработку тепла даже на холоде. Это открытие может привести к контролируемой гипотермии у людей.

«Если бы у нас был механизм, позволяющий превращать людей в животных, впадающих в спячку, мы могли бы гораздо лучше достигать и контролировать терапевтическую гипотермию», — сказал Тупоне.

Вызывая состояние TI у крыс, эти исследователи показали, что можно создать контролируемую гипотермию у животных, которые не впадают в спячку. Это может быть полезно в медицине, например, во время операций, для лечения метаболических расстройств или для управления травмами головного мозга.

Снижение температуры тела в таких ситуациях может уменьшить повреждение тканей и улучшить восстановление. Цель состоит в том, чтобы вызвать состояние низкой температуры и низкого метаболизма — терапевтическую гипотермию — чтобы дать пациентам больше шансов выжить при ишемии тканей во время длительных операций или даже во время длительных космических миссий.