Recyklace odpadního dusíku

Zajímavý způsob recyklace dusíku pomocí střevních bakterií provozuje americký sysel páskovaný (Ictidomys tridecemlineatus, angl. thirteen-lined ground squirrel). Jako každý sysel patří do čeledi veverkovitých (Sciuridae). Metabolismus má během zimního spánku výrazně utlumen, není však nulový. To by se rovnalo smrti. Energii získává převážně z tukové tkáně. Však také do jara hibernující živočichové pořádně zhubnou! Nicméně tuková tkáň nemá zásobní dusík, který je nutný k udržování metabolismu v chodu. Jako zdroj se nabízí na bílkoviny velmi bohatá svalová tkáň. Jenže úbytek svalové hmoty by na jaře po probuzení mohl představovat veliký problém. Po zimním spánku čerstvě probuzeného sysla páskovaného vidíme na obrázku úplně nahoře (foto Rob Streiffer). Dusíkový problém řeší zajímavým způsobem pomocí střevních bakterií. Konečný produkt metabolismu dusíku, sloučeninu zvanou močovina H2NCONH2, vylučuje do střeva. Tam si na ni rády pochutnají bakterie střevní mikroflóry. Hravě ji přemění na jiné sloučeniny dusíku, které syslí organismus dokáže vstřebat a metabolismus využít.

Sysel páskovaný během zimního spánku, foto Rob Streiffer.

Jaký význam mají detaily hibernace sysla? Přímo vesmírný!

První autor publikace profesor Matthew D. Regan z Université de Montréal o budoucím možném využití soudí: „Tento proces by teoreticky mohl snížit míru ztráty svalů ve vesmíru, kde expozice mikrogravitaci vždy vede ke svalové atrofii. Rysy hibernace mimo tento proces závislé na střevních mikrobech poskytují ochranu před dalšími riziky vesmírných letů, jako je ionizující záření. Je proto teoreticky možné, že pokud bychom je uplatnili na lidech, mohly by stavy podobné hibernaci zároveň vyřešit četné problémy spojené s lety do vesmíru.“ Vhodně upravená střevní mikroflóra by lidským kosmonautům mohla umožnit, ať rovněž dusíkový problém řeší zajímavým způsobem.

Má sysel páskovaný, co dusíkový problém řeší zajímavým způsobem, skutečně třináct pásků?

Na obrázku pod tímto odstavcem jasně vidíme, proč se tento sysel jmenuje páskovaný, anglicky i latinsky dokonce třináctipáskový (foto foto Mnmazur (talk), public domain, via Wikimedia Commons). Dopočítat jsem se nedokázal, ale systematickým biologům věřím. Otázka je, co za pásek pokládáme a co už ne. Sysel páskovaný je obyvatelem severoamerických prérií.

Matthew D. Regan et al., Nitrogen recycling via gut symbionts increases in ground squirrels over the hibernation season, Science, 2022, Vol 375, Issue 6579, pp. 460-463, DOI: 10.1126/science.abh2950