hibernación - Wikilingue - Encydia
La hibernación es un estado de hipotermia régulée, durante varios días o semanas que permite en los animales de conservar su energía durante el invierno. que Dura la hibernación los animales ralentizan su métabolisme hasta niveles muy bajos, con la temperatura de sus cuerpos y de las tasas respiratorias que se bajan graduellement, y utilizando las reservas de grasa del cuerpo que han sido almacenado durante los meses activos.
Un animal que algunos consideran en culpa como un hibernant es el oso. En efecto, aunque sus frecuencias cardiacas ralentizan, la temperatura corporelle del oso queda relativamente estable y él puede ser fácilmente despertado. Es asimismo para los blaireaux, los perdemos laveurs y los opossums. Los osos son de los semi-hibernants.
Los animales considerados como hibernants están : los marmottes, los loirs, los lérots, los spermophiles, los hérissons, el tenrec, el setifer, el engoulevent de Nuttall, las ranas, las lézards, las castors, las porc-épics, las moufettes, así como ciertos hamsters, sonreí, pescados y calvo-ratón .
Los diferentes tipos de cesación temporal de actividades en las homéothermes
- La torpeur es un estado fisiológico que se arresta en cuanto el aire se réchauffe, es decir que cuando la temperatura exterior aumenta, el animal réajuste su temperatura interna disminuyéndola ligeramente con el fin de no gaspiller de energía para se réchauffer. Los pájaros y ciertos calvosratones conocen este estado. Ciertos pájaros o ciertos chiroptères pueden así entrar en un estado de torpeur cotidiana.
- La somnolence hivernale (o hivernation ) de las carnivores como el oso y el blaireau, entrecoupée de numeroso réveils y acompañada de una hipotermia moderada, no entrena una interrupción de todas las actividades fisiológicas. Así, el oso da nacimiento a los pequeños durante el invierno. Los órganos vitales quedan en una temperatura normal para reaccionar en caso de peligro.
- La hibernación es un verdadero letargo y una disminución profunda de la temperatura del animal. Esta temperatura es siempre positiva pero puede aproximar de 0 °C. Los animales hibernant realmente son por ejemplo los loirs, los marmottes y ciertos calvosratones.
La gran mayoría de los mamíferos es obligada de mantener una temperatura constante en un medio ambiente frío en régulant su temperatura por procesos fisiológicos nombrados thermogenèse.
Un estado similar en verano es el estivation (sommeil de estado), adaptada por ejemplo por el crocodile de Nilo que se entierra en el lodo durante el periodo caliente.
Las categorías de hibernants
- Los hibernants obligatorios como el lérot hibernent no importa cuando en cuanto la temperatura exterior es inferior a 6 °C durante 48 horas. Su aptitud a hiberner es mejor en invierno, es decir a marchar del mes de septiembre. Basta entonces 24 horas a menos de 20 °C para que el lérot regresa en hibernación.
- Los hibernants saisonniers, por ejemplo el spermophile (écureuil estadounidense), no son capaces de hiberner que entre mi-noviembre y mi-febrero. Fuera de este periodo, aunque las condiciones son desfavorables, el animal no hiberne .
- Los hibernants facultativos como el hamster dorado tienen su capacidad a hiberner condicionada por diferentes factores. Estos factores pueden ser la temperatura, las reservas en nutriments, la photopériode , etc. Para que estos animales hibernent, falla que todas las condiciones sean reunidas.
La entrada en hibernación
Varios meses antes el periodo de hibernación, las hibernants almacenan y consumen enormemente de alimento . Por ejemplo, el spermophile pasa de 150 gramos de masa corporelle a 350 gramos. Las reservas son esencialmente reservas lipidiques almacenadas bajo la piel.
Los hibernants acondicionan luego su terrier que se nombra una hibernaculum. El hibernaculum es escogido para evitar de la variac. térmica de entidad. Los animales se ponen en una posición que guarda el máximo de calor, generalmente en bola.
La temperatura corporelle del animal cae entonces de modo espectacular hasta que la temperatura interna se aproxima de 1 °C o 2 °C. La thermorégulation no se arresta y la thermogenèse se pone expide para mantener la temperatura interior del animal a una temperatura aceptable. La hibernación no es un estado pasivo.
Physiologie Durante la hibernación
La disminución de la temperatura interna entrena un ajustement de las diferentes funciones. El métabolisme disminuye del 98%.
Hay una disminución :
- Del consumo de oxígeno,
- Del ritmo respiratorio,
- Del ritmo cardiaco (de 350 a 3 battements por minuto para el spermophile, de 500 a 5 para el lérot),
- Del flujo sanguíneo (hay una irrigación particular en el nivel del cerebro, del cœur y del tejido adiposo),
- De la tasade hormonas de crecimiento.
El sistema nervioso es réactionnel. No obstante, solas las áreas cerebrales que gozan un rol en las funciones végétatives autónomas (como la respiración ) quedan verdaderamente activas. Las demás regiones no muestran de actividad corticale espontánea. Pero el animal reacciona en los ruidos, al tacto, etc.
La disminución de la velocidad de circulación de la sangre necesita un descenso de su coaguabilité para evitar el riesgo de formación de caillot. Esto se hace por un declive de la tasa de plaquettes y de los factores de la coagulación.
Los periodos de sommeil son caracterizadas del punto de vista respiratoria, por hinchadas de ciclos respiratorios entrecoupées de apnées prolongadas (hasta una hora en el hérisson o el lérot). Los débiles intercambios gazeux al nivel de los pulmones contribuyen en la acumulación en el organismo de dióxido de carbono disuelve, lo que acidifie la sangre (se habla de acidose respiratorio).
Durante la hibernación, hay de los réveils periódicos a momentos variables,pero tres escaso, y cada vez más frecuentes cuando se llega al finalizar la hibernación. El réveil dure algunas horas y corresponde a una remontada de temperatura rápida. Esto para todos los hibernants, con una periodicidad variable. Por ejemplo el hamster dorado se despierta todos los 3 en 5 días mientras que el spermophile se despierta todos los 15 días. Durante estos réveils, el animal gira en el hibernaculum, come, orina y se rendort. De las experiencias de ablación de las neuronas de la hypothalamus han mostrado una supresión de estas réveils y una muerte del animal. Estos réveils son pues fundamentales, permiten sobre todo de eliminar los residuos del métabolisme cuya acumulación es muy tóxica. Estos réveils hacen intervenir la thermogenèse dicha sin frisson, es decir utilizando el tejido adiposo moreno. 90% de la pérdida de peso durante la hibernación es debida en estas fases de réveil.
Es aventajado que la zona CA3 del cerebro de un animal en hibernación padezca las mismas regresiones synaptiques que el cerebro de una persona alcanzada de la enfermedad de Alzheimer. Pero en el hibernant, estas regresiones son reversibles y serían el producto de hyperphosphorylations de proteínas tau producidas por las células del cerebro (irreversible en los enfermos de Alzheimer o de parálisis supranucléaire progresiva), y de déphosphorylations cuando las conexiones se reforment.
Control de la hibernación
Reloj interno
Para los hibernants saisonniers, aunque la temperatura exterior resto elevado, el animal entre en hibernación. En cautividad y en ausencia de stimulus exterior, hay siempre un fenómeno de hibernación pero el ciclo comienza cada vez más temprano en el año. Es un ritmo de hibernación endogène pero en las condiciones naturales, la entrada en hibernación es resynchronisée por las condiciones exteriores para debutar y acabar en los momentos estratégicos.
Factores externos
Los factores como la photopériode y la temperatura synchronisent estos ritmos. Para una misma especie, la entrada en hibernación es más precoz cuando la población es más nórdica o más elevada en altitud.
Factores internos
Los factores internos han sido puestos de manifiesto con el spermophile. Inyectando de la sangre de un spermophile hibernant en un spermophile no hibernant, se constata que el spermophile no hibernant deviene hibernant. Los factores internos de hibernación circulan pues en la sangre (estos factores son todavía mal conocidos). Según estudios recientes, el área prado-óptico del hypothalamus permite el declive del punto de consigna del organismo hasta 2 °C en ciertas especies.
El sistema reproductor habría implicado igualmente en la inhibición de la hibernación. Expérimentalement, La inyección de testostérone provoca el final de la hibernación.
Al nivel del hígado son producidas proteínas que forman un complejo : HPc (complejo de las proteínas de hibernación). Este complejo ha compuesto proteínas HP20, HP22, HP27 y HP55. Una disminución de la tasa sanguínea de estas HPc precede la hibernación. El ciclo es invertido en el nivel del líquido céphalo-rachidien (LCR) : en efecto, el máximo de la tasa de HPc es alcanzado durante la hibernación. Anotemos igualmente que la proteína HP50 no es nunca presente en el líquido céphalo-rachidien, pero éste contiene la HP20. Esta proteína pasaría de la sangre hacia el LCR al nivel del plexus choroïde, la región del cerebro donde este líquido es producido.
La hibernación en el nivel celular
Los procesos celulares son stoppés o por lo menos fuertemente ralentizados de varias maneras :
Phosphorylation De ciertos componentes
De los grupos phosphoryles se fijan sobre las bombas a sodio y sobre las bombas en potasio, impidiendo así los intercambios de estos ions entre los compartimentos intracellulaires y extracellulaires. Además, de las agrupaciones phosphoryles se atan a los ribosomes, lo que bloquea la síntesis protéique.
Fuente de energía celular durante la hibernación
Mientras que la energía celular es en tiempo normal principalmente tirada de de laoxidación de moléculas de glucose , esto son las lipides que devienen la fuente de energía prioritaria durante la hibernación.
Ralentización de la transcripción del ADN
Una acétylase favorece la transición de las histones de su estado acétylé hacia el estado désacétylé. Esto provoca una condensación incrementada delADN, que se enroule entonces más estrechamente en torno a los histones, y devuelve los genes mucho menos accesibles.
Indigne, los ARN polymérases ya no son activas, lo que reduce todavía las posibilidades de transcripción.
Origen celular de la disminución de temperatura corporelle
En los tejidos adiposos morenos, la membrane interna de las mitochondries posee proteínas découplantes que dejan pasar fácilmente los protons, permitiendo así de disminuir el gradient de concentración entre ambos compartimentos sitos de parte y otra de esta membrane. Una menos gran cantidad de ATP es producida así por la ATPase. El flujo de protons alimenta pues principalmente la elevación de la temperatura por las proteínas découplantes. Durante la hibernación, la actividad de estas proteínas découplantes es disminuida.
Salida de la hibernación
La salida de la hibernación se caracteriza por un recalentamiento rápido de las diferentes partes del cuerpo, un aumento de la frecuencia cardiaca, etc. Estos mecanismos son más rápidos que aquellos de la entrada en hibernación. Todo es restablecido en algunas horas.
Las adaptaciones membranaires durante la hibernación
La membrane de las células animales es formada de una bicouche lipidique fluida a temperatura normal. El frío cuando la temperatura enfoque de 0 °C entrena una desaparición de la fluidez de la membrane salvo en los hibernants porque los lipides de sus membranes han ácidos gordos insaturés en concentración superior a aquella de las no-hibernants. Además estos últimos poseen proteínas « chaperon » que protegen las lipides de una modificación de su fase (los ácidos gordos guardan su fluidez en la membrane).
Característicos energéticos de los hibernants
Los hibernants son generalmente animales de tamaño mediano.
Se son demasiado pequeños, poseen un métabolisme muy elevado que impide largos periodos de hibernación, porque misma con un ritmo cardiaco más débil, las reservas serían insuficientes.
Se están de gran tamaño, el métabolisme es relativamente bajo, pues la remontada de temperatura pediría varios días, lo que es difícilmente envisageable después de un periodo de hibernación. Las científicas opinan que para que la hibernación sea una ganancia para la survie del animal, no tiene que sobresalir 7 kg. Más allá, la energía necesaria durante los periodos de réveil sería demasiado consecuente.
Para los hibernants, la hibernación es siempre rentable del punto de vista energética y corresponde en una economía de energía. Por ejemplo, para un ratón estadounidense Perognathus, si regresa en hibernación para 100 horas, consume 7.7 ml de oxígeno por gramo de su peso, mientras que para un mismo periodo impidiendo la entrada en hibernación, consume 40 ml de oxígeno por gramo durante 100 horas para mantenerse a 37 °C.
Interés en medicina
El enfriamiento permite una survie más larga en caso de ahogamiento por ejemplo, lo que autoriza una reanimación misma después de una parada cardiaca prolongado. La preservación de los tejidos por el enfriamiento es puesta también en provecho para los transplantations, que esto sea para el transporte de los órganos, o para el receveur en el caso de transplantation cardiaco, que necesita una interrupción provisional de la circulación sanguínea.
Ver también
- Cryogénie
- Cryptobiose
- Estivation
- El solo pájaro a poder hiberner es el engoulevent de Nuttall
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