Выявлены вещества, которые замедляют сердцебиение у животных в состоянии спячки
Сотрудники Института теоретической и экспериментальной биофизики РАН (ИТЭБ РАН) и Института биоорганической химии им. академиков М.М. Шемякина и Ю.А. Овчинникова РАН (ИБХ РАН) изучили мозг зимоспящих якутских сусликов и выявили вещества, которые замедляют сердцебиение. Открытие может способствовать разгадке молекулярных механизмов гибернации и поможет решить некоторые проблемы медицины, включая успешную криоконсервацию и сохранение тканей и органов перед трансплантацией. Работа опубликована в журнале «Биофизика» (№ 4, 2026).
Как рассказали исследователи, зимняя спячка — это природная модель выживания в экстремальных условиях. Она свойственна некоторым видам млекопитающих и птиц. Например, медведям, ежам и летучим мышам.
В этом состоянии у животных значительно снижаются температура тела, обмен веществ и частота сердечных сокращений. При этом организм оказывается защищённым от таких явлений, как кислородное голодание, нарушение кровоснабжения, потеря мышечной массы и даже последствия радиации. Поэтому исследователи активно ищут факторы, которые могут запускать и поддерживать состояние гибернации.
В работе исследователи использовали вид Spermophilus undulatus. Это одни из самых крупных сусликов, которые обитают в России. Длина их тела может достигать 31,5 см, а масса составляет до 1 кг в осенний период. Вид распространён в азиатской части страны, а также встречается в Монголии и Китае. Существуют крупные изолированные популяции, в том числе якутская.
Исследуемые особи были отловлены в окрестностях Якутска. В ходе экспериментов авторы выделили из мозга активных и находящихся в спячке сусликов пептиды — короткие белковые цепочки — с массой от 1 до 10 кДа (килодальтон — единица измерения массы молекул; один дальтон примерно соответствует массе атома водорода). Такие короткие пептиды часто работают как сигнальные вещества, которые передают команды между клетками.
Действие полученной фракции исследователи проверили на 38-часовых куриных эмбрионах. На этой стадии зародыши ещё прозрачны, но у них уже чётко различимы зачатки спинного мозга, сегменты будущего тела и бьющееся сердце. Такая тест-система удобна, поскольку хорошо видно, как исследуемый орган реагирует на различные вещества. Эксперименты показали, что добавление фракции от спящих сусликов вызывало у эмбрионов резкое замедление сердечных сокращений. Образцы же от активных животных такого эффекта не давали.
Затем исследователи изучили отдельные составляющие фракции. В результате были выделены два вещества, которые снижали сердечный ритм эмбриона. Первое из них — пептид TSKY, состоящий из четырёх аминокислот (треонин–серин–лизин–тирозин). Он вызывал резкое замедление ударов сердца через 10–15 минут после добавления.
Второй компонент с аналогичным эффектом — нуклеотид 5’-АМФ (аденозин-5’-монофосфат). В некоторых опытах при его добавлении сердце эмбриона останавливалось полностью. Однако эффект был обратимым, так как после промывания физраствором работа органа возобновлялась. Обнаруженный эффект делает вещество перспективным для создания биопрепаратов, которые могут управлять интенсивностью обмена веществ в организме.
«Проанализировав данные, мы можем предположить, что пептиды TSKY и 5’-АМФ могут не только оказывать влияние на метаболизм клеток и органов, но и участвовать в регуляции и/или индукции гипобиоза (состояния пониженной жизнедеятельности) у различных организмов, широко рассредоточенных по эволюционному древу», — сообщили авторы публикации.
Вероятнее всего, пояснили они, это состояние обусловлено сразу несколькими факторами различной природы. Они могут воздействовать как на центральную нервную систему, так и на клетки периферических тканей и органов. Однако исследования показали, что найденные вещества — важные звенья в сложной цепи регуляции гипобиоза.
Тем не менее до их практического применения ещё далеко, подчеркнули учёные. Прежде нужно понять, как они действуют на молекулярном уровне, какова их роль в естественной зимней спячке животных и безопасны ли они для человека.
