Torpor en hibernatie zijn krachtige strategieën die dieren in staat stellen te overleven in periodes waarin weinig hulpbronnen beschikbaar zijn. De toestand van torpor is het resultaat van een actieve en drastische verlaging van de stofwisselingssnelheid (MR) van een individu, die gepaard gaat met een relatief sterke daling van de lichaamstemperatuur. Tot op heden zijn verschillende vormen van torpor beschreven in alle drie subklassen van zoogdieren, d.w.z. monotremen, buideldieren en placenta’s, en ook in enkele vogelorden. Dit overzicht belicht een aantal kenmerken, van het gehele organisme tot en met de cellulaire en moleculaire aspecten, die in verband worden gebracht met het fenotype torpor. Het eerste deel van dit overzicht is toegespitst op de specifieke metabolische aanpassingen van torpor, zoals die door vele soorten uit gematigde streken wordt toegepast. Dit omvat met name de endocriene veranderingen die betrokken zijn bij vet- en voedselopslag in winterslapende soorten, en verklaart de biomedische implicaties van MR-depressie. Verder vergelijken we adaptieve mechanismen in opportunistische vs. seizoensgebonden heterothermen, zoals tropische en subtropische soorten. Dergelijke vergelijkingen geven nieuwe inzichten in de metabole oorsprong van winterslaap bij tropische soorten, met inbegrip van resistentiemechanismen tegen oxidatieve stress. Het tweede deel van dit overzicht legt de nadruk op de mechanismen die heterothermen in staat stellen hun sleutelorganen te beschermen tegen potentiële bedreigingen, zoals reactieve zuurstofspecies, die gepaard gaan met de slaaptoestand. Met name wordt ingegaan op de mechanismen van cellulaire rehabilitatie en bescherming tijdens torpor en hibernatie, met de nadruk op de hersenen, een centraal orgaan dat bescherming behoeft tijdens torpor en herstel. Ook wordt speciale aandacht besteed aan de rol van een alomtegenwoordig en gemakkelijk verdwijnend molecuul, waterstofsulfide (H2S), bij de bescherming tegen ischemie-reperfusieschade in verschillende organen gedurende de torpor-arousal cyclus en tijdens de torpide toestand. Wij concluderen dat (i) de flexibiliteit van het gebruik van torpor als een adaptieve strategie verschillende heterothermische soorten in staat stelt hun energiebehoeften aanzienlijk te onderdrukken tijdens perioden van sterk verminderde beschikbaarheid van voedsel, (ii) het torpor-fenotype impliceert duidelijke metabolische aanpassingen van het gehele organisme tot op cellulair en moleculair niveau, en (iii) de torpide toestand wordt geassocieerd met zeer efficiënte rehabilitatie- en beschermingsmechanismen die de continuïteit van de juiste lichaamsfuncties waarborgen. Vergelijking van de mechanismen bij monotremen en buideldieren is gerechtvaardigd om de oorsprong en evolutie van torpor bij zoogdieren te begrijpen.
中文翻译:
病态:代谢适应和保护机制的最新进展†