Imaginea ursului care petrece iarna în hibernare este atât de răspândită încât pare un fapt incontestabil. Totuși, din punct de vedere fiziologic, urșii nu hibernează. Ei intră într-o stare diferită, numită torpor, caracterizată prin reducerea metabolismului și a funcțiilor vitale, dar fără modificările extreme observate la mamiferele care hibernează profund. Această distincție, bine documentată în tratate de fiziologie animală și ecologie, nu este doar o chestiune de terminologie, ci reflectă mecanisme biologice distincte, care ar putea avea aplicații importante în medicina umană.
Ce este hibernarea
Hibernarea este o stare fiziologică adaptativă, reversibilă, declanșată de factori de mediu precum scăderea temperaturii și reducerea duratei zilei. Ea permite animalelor să supraviețuiască perioadelor cu resurse energetice limitate. În timpul hibernării, rata metabolică scade dramatic, iar temperatura corporală poate coborî până aproape de temperatura mediului ambiant.
La mamifere mici, precum veverițele de pământ, liliecii sau popândăii, temperatura corpului poate scădea până la valori apropiate de 0 °C, iar frecvența cardiacă și frecvența respiratorie se reduc la doar câteva procente din valorile normale. Aceste animale intră într-o stare de hipometabolism profund, caracterizată prin activitate fiziologică minimă.
Hibernarea nu este însă un proces complet continuu. Majoritatea speciilor prezintă episoade periodice de revenire la activitate metabolică normală, numite în literatura de specialitate treziri intermitente. Aceste episoade sunt considerate esențiale pentru menținerea funcțiilor fiziologice, inclusiv a sistemului imunitar.
La reptile și amfibieni, fenomenul echivalent poartă denumirea de brumație, termen consacrat în zoologie pentru starea de repaus metabolic indusă de temperaturile scăzute.
Ce este starea de torpor și de ce urșii nu hibernează propriu-zis
Urșii intră într-o stare de torpor sezonier, nu în hibernare profundă. Torporul este definit în fiziologia animală ca o stare de reducere controlată a metabolismului, în care temperatura corporală, frecvența cardiacă și consumul de energie scad, dar într-o măsură mai mică decât în hibernarea propriu-zisă.
Spre deosebire de hibernatori, urșii își mențin temperatura corporală relativ ridicată. În loc să scadă până aproape de temperatura mediului, temperatura lor corporală se reduce doar cu aproximativ 4 până la 7 °C. Această diferență este esențială și reflectă natura distinctă a torporului.
Frecvența cardiacă scade semnificativ, dar nu la niveluri extreme. De exemplu, la ursul grizzly (Ursus arctos horribilis), frecvența cardiacă poate scădea de la aproximativ 70–80 de bătăi pe minut la 15–20 de bătăi pe minut. Aceasta reprezintă o reducere majoră, dar mult mai mică decât cea observată la hibernatorii veritabili.
Un alt aspect important este că torporul la urs este o stare continuă, fără episoade regulate de revenire completă la activitate metabolică normală. Urșii își pot modifica postura și prezintă activitate limitată, dar nu experimentează ciclurile profunde de activare observate la mamiferele mici care hibernează.
Adaptările metabolice care permit supraviețuirea fără hrană
În timpul stării de torpor, urșii nu mănâncă, nu beau apă și nu elimină urină sau fecale timp de mai multe luni. Energia necesară supraviețuirii provine exclusiv din rezervele de țesut adipos acumulate anterior. Aceste rezerve pot reprezenta până la 30% din masa corporală.
Metabolismul lipidic devine principala sursă de energie. Organismul mobilizează acizii grași din țesutul adipos, reducând simultan consumul energetic prin scăderea activității metabolice globale.
Un aspect remarcabil, documentat în fiziologia comparată, este că urșii nu suferă atrofie musculară semnificativă, în ciuda imobilității prelungite. În mod obișnuit, la mamifere, imobilizarea duce la pierderea masei musculare și a densității osoase. Urșii evită aceste efecte prin mecanisme metabolice care conservă proteinele musculare și mențin echilibrul mineral.
De asemenea, funcția renală este adaptată astfel încât produșii azotați rezultați din metabolism sunt reciclați în organism, reducând necesitatea eliminării urinare.
Diferențe între speciile de urși
Nu toate speciile de urși intră în torpor. Urșii polari (Ursus maritimus), de exemplu, rămân activi pe tot parcursul iernii, deoarece sursa lor principală de hrană, focile, este disponibilă permanent. Doar femelele gestante intră în torpor, pentru a naște și a îngriji puii în bârloguri.
Urșii panda (Ailuropoda melanoleuca) nu intră în torpor deloc. Dieta lor, bazată aproape exclusiv pe bambus, este săracă în energie și nu permite acumularea rezervelor de grăsime necesare susținerii torporului. În schimb, aceștia migrează sezonier spre zone cu temperaturi mai blânde.
Durata torporului variază în funcție de condițiile climatice. În regiunile nordice, torporul poate dura până la șapte luni, în timp ce în zonele mai temperate este mult mai scurt sau poate lipsi complet.
Implicațiile pentru medicina umană
Studiul torporului la urși a devenit un domeniu activ de cercetare biomedicală. Capacitatea urșilor de a supraviețui luni întregi fără hrană, fără pierdere musculară semnificativă și fără formarea trombilor oferă indicii importante despre mecanismele de protecție metabolică.
În timpul torporului, sistemul cardiovascular al ursului suferă modificări adaptative care previn complicațiile asociate imobilizării prelungite, precum tromboza sau insuficiența cardiacă. De asemenea, ritmul circadian, adică ritmul biologic intern, este reorganizat pentru a corespunde stării de activitate redusă.
Aceste mecanisme ar putea inspira noi tratamente pentru pacienții imobilizați pe termen lung, pentru prevenirea atrofiei musculare, a trombozelor și a altor complicații asociate repausului prelungit. Există, de asemenea, interes pentru aplicarea acestor cunoștințe în medicina spațială, unde inducerea unui torpor controlat ar putea permite călătorii de lungă durată.
O adaptare biologică remarcabilă
Deși nu hibernează în sens strict, urșii au dezvoltat una dintre cele mai eficiente strategii de conservare a energiei din regnul animal. Torporul le permite să supraviețuiască perioadelor de penurie alimentară fără a suferi efectele negative ale imobilității și ale înfometării.
Această adaptare demonstrează capacitatea extraordinară a organismelor de a-și regla metabolismul în funcție de condițiile de mediu. În același timp, ea oferă un model biologic valoros, care ar putea contribui la dezvoltarea unor noi terapii medicale și la înțelegerea mai profundă a fiziologiei umane.
Sursa: PopularScience
