작은 포유류의 경우 북쪽 위도의 겨울은 이중 위협을 일으 킵니다. 추운 온도는 체온을 37C로 유지하기 위해 신진 대사가 높아야하며, 부족한 음식 가용성은 신진 대사가 특히 어렵다는 연료를 공급합니다. 이러한 가혹한 조건을 견딜 수있는 다른 전략이 있으며, 하나는 최대 절전 모드입니다. 최대 절전 모드는 Torpor라는 신진 대사 우울증 인 Hallmark 특성으로 인해 최대 절전 모드가 37C 체온을 포기하고 식사없이 최대 9 개월까지 생존하여 대신 엄청난 지방 상점에 의존하기 때문에이 역할에 효과적입니다. 따라서 Torpor는 두 겨울 위협을 동시에 처리합니다.
그러나 최대 절전 모드는 조절 된 수준에서 천천히 표류하는 특정 기능을 재설정하기 전에 Torpor에서 오랫동안 오랫동안 소비 할 수 있습니다. 결과적으로, 모든 작은 최대 절전 모드는 10 일 정도마다 토포에서 자라며, 신진 대사와 체온을 12 시간 정도 전형적인 여름 수준으로 높이기 전에 토르로 돌아갑니다. 이 흥분 동안, 다람쥐와 같은 일부 동면 종은 음식을 니블 링하기 전에 최대 절전 모드에 히버나 큘럼에 숨겨져 가고있었습니다. 13 줄 지상 다람쥐와 같은 다른 종, 외피 식사 및 각성 기간을 잠자는 시간을 보내십시오 (수면과 토포는 다른 생리적 상태입니다). 두 경우 모두, 최대전기는 매우 짧은 순서로 신진 대사를 400 배 증가시켜야합니다. 기차를 이사하는 것과 동등한 대사.
기차는 디젤을 사용하여 운동에 연료를 공급하는 반면, 최대 절전 모드는 지방을 사용하여 최대 절전 모드 시즌 내내 신진 대사를 불러 일으 킵니다. 이는 지방이 매우 효율적인 에너지 저장 분자 역할을하기 때문에 탄수화물이나 단백질보다 각각의 파운드에 2 배 이상의 에너지를 포장하기 때문입니다. 따라서 최대 절전 모드는 겨울 전에 충분한 지방을 포장하여 최대 절전 모드 전반에 걸쳐 신진 대사를 지원합니다. 겨울 전체를 먹는 비 식품 캐릭 종의 경우, 이것은 체중이 거의 두 배가되는 것을 의미합니다. 그러나 지방은 효과적인 에너지 저장 분자이지만 탄수화물에 비해 화상이 상대적으로 느리기 때문에 각성의 초기 단계에서 필요한 대사의 거대한 버스트에 이상적이지 않을 수 있습니다. 우리는 최근에 13 라인 그라운드 다람쥐 가이 중요한 단계에 얼마나 연료를 공급하는지 정확히 조사했습니다.
연료 사용을 측정하기 위해, 우리 팀은 Co
우리 팀이 연료 사용을 측정함에 따라, 우리는 또한 적외선 이미지를 캡처하여 다람쥐의 신체 표면 온도가 각성 과정에서 어떻게 변했는지를 보여줍니다. 처음에, 신체 표면은 쌀쌀한 8c였으며, 다람쥐의 Torpid 대사율을 대표했습니다. 다람쥐가 Torpor에서 자극함에 따라, 우선 순위가 지정된 방식으로 표면 온도가 증가했습니다. 우선 따뜻한 것은 다람쥐가 갈색 지방 조직이라는 특수 열 생산 기관을 수용하는 어깨 뼈 영역이었습니다. 다음은 머리와 흉부 영역, 모든 중요한 뇌와 심장의 집이 있었는데, 이는 신진 대사 활동을 조정하고 각각 각성 동안 신체 전체에 새로 따뜻한 혈액을 펌핑합니다. 마지막으로 따뜻한 것은 엉덩이와 사지와 같은 덜 중요한 지역이었습니다.
흥미롭게도, 최대 온난화 속도는 약 70 분 동안 흥분으로 발생했으며, 다람쥐의 호흡이 분당 180 호흡에 도달 한 것과 같은 시점입니다. 체열 공급원은 대사 연료를 연소시키기 때문에 호흡이 연료를 연소하는 데 필요한 산소를 공급하기 때문에 70 분은 최대 대사율의 지점을 나타냅니다. 따라서 연료 사용 속도. 다람쥐는이 시점까지 독점적으로 지방을 태우고 있었지만 그때까지는 그 지방을 탄수화물로 보충했습니다. 이것은 빠른 연소 탄수화물이 대사 화재를 일으키는 데 사용되었으며, 일단 화재가 벌어지면 다람쥐가 전체 지방 연소로 전환되었습니다. 탄수화물이 많지만 탄수화물이 거의없는이 전략은 가장 필요할 때 탄수화물을 보존합니다.
13 줄 지상 다람쥐와 달리 인간은 Torpor를 사용하도록 진화하지 않았습니다. 그러나 많은 지역이 그렇게 할 수있는 능력의 혜택을 누릴 것입니다. 예를 들어, 뇌졸중 또는 심장 마비와 같은 허혈성 손상 후 대사율을 낮추면 조직 손상 속도가 느려지고 의사가 치료를 실질적으로 투여 할 시간을 줄 수 있습니다. 또한 이온화 방사선에 지속적인 노출 및 제한된 우주선 질량, 볼륨 및 전력 용량과 같은 장기간 인간 우주 비행의 수많은 도전을 완화 할 것입니다. 이러한 이론적 혜택은 자연스럽게 진화 된 토포 메커니즘을 인간과 같이 자연스럽게 사용하지 않는 동물로 번역하려는 급성장 노력의 기초가됩니다.
우리는 13 줄 지상 다람쥐와 같은 동물을 자연스럽게 유도하고 역전시키는 메커니즘을 더 잘 이해하면 인간의 이러한 대사 상태를 안전하게 유도하는 기술을 더 빨리 개발할 수 있습니다. 자연적인 토르에서 자극하는 지상 다람쥐처럼,“합성 토포 포르 포르”에서 자극하는 인간은 탄수화물이 자신의 신진 대사 화재를 되살리기 위해 필요할 것입니다.
