Fiziologie Lean fără a renunța la dieta Aviator! Spectrul științei
Fiziologie: Slim fără a renunța: dieta aviatorilor!
Un lucru este clar repede - a mânca ca o vrabie nu este o soluție la o problemă fundamentală a păsărilor de câmp, pădure și pajiști, precum și a tuturor vertebratelor capabile să zboare între liliac și albatros: dificultatea de a găsi echilibrul corect între extreme "sătul, dar prea plin a decola "și" ușor, dar prea slab pentru a decola ". Zborul este un sport performant, care necesită o cantitate suficientă de energie - dar, în același timp, o anumită reținere alimentară, deoarece sursele de energie prea grele în stomac și intestine depășesc rapid capacitatea de încărcare a unui animal zburător.
Un posibil răspuns la dilemă, așa că biologii angajați în cercetarea zborului au bănuit mult timp, este eficiența. Păsările, dar și liliecii, ar trebui să utilizeze sisteme digestive extrem de sofisticate, de înaltă performanță, pentru a se asigura că cât mai multă energie este extrasă cât mai repede posibil din alimentele pe care le consumă. Apoi, reziduurile fecale grele și inutile ale alimentelor pot fi, de asemenea, eliminate rapid din tractul digestiv prin corpul care se deschide opus ciocului. Cu o eficiență maximă, este posibil un tract intestinal minim lung, ceea ce economisește și mai mult greutatea: Intestinele mai scurte sunt deja mai ușoare când sunt goale și limitează sarcina intermediară la minimum.
Sună atât de logic încât până acum nimeni nu a verificat-o cu adevărat, Todd McWhorter de la Universitatea Mordoch din Australia și colegii săi sunt surprinși - și la începutul investigațiilor au început cu măsurători scrupuloase ale lungimii intestinale a speciilor vertebrate zburătoare și fără zbor. O astfel de comparație este, desigur, doar corectă și semnificativă dacă greutatea totală și lungimea intestinală a animalelor sunt corelate și nu sunt comparate carnivorele și erbivorele specializate, ale căror obiceiuri alimentare reprezintă provocări intestinale destul de diferite.
La sfârșitul studiului, totuși, cercetătorii au măsurat interiorul diferitelor omnivore potrivite și au constatat: Da, intestinele păsărilor zburătoare și liliecilor sunt de fapt mai scurte, suprafața absorbantă mai mică și volumul lor total mai mic decât media intestinului rezident permanent - acesta din urmă, în medie pe toate măsurate Specia, cu 57%.
Acesta a fost doar un început care a făcut ca partea mai complicată a întrebării să devină mai urgentă: ce anume face ca această carcasă ușoară, care este în medie mai scurtă, să fie atât de eficientă încât să asigure suficientă completare pentru necesarul mediu mai mare de energie al animalelor zburătoare?
McWhorter și colegii săi au căutat răspunsuri măsurând viteza și cantitatea diferitelor substanțe transportate prin epiteliile intestinale ale animalelor. Au observat un lucru în special: zaharurile mai rare din pulpa alimentară digerată au migrat extrem de repede și temeinic prin peretele intestinal al păsării, dar nu peretele intestinal al mamiferului mediu. Nu existau transportori pentru aceste zaharuri în celulele epiteliului intestinal; acele proteine specializate din membranele celulare intestinale care recunosc cu precizie moleculele țintă, le leagă și le introduc în mod activ în celulă, de unde sunt apoi transmise în sistemul vaselor de sânge de sub intestin.
Componentele alimentare care nu sunt recunoscute de receptorii epiteliali pot trece, de asemenea, prin peretele intestinal - totuși, ele nu trec prin celule, ci mai degrabă prin „absorbția paracelulară” dintre ele. Acest tip de „transport” are avantaje: nu consumă nicio energie suplimentară, deoarece moleculele sunt împinse pasiv prin spațiile dintre celule. Moleculele pot pătrunde în organism mai repede prin aceste goluri din stratul de acoperire intestinal.
Tocmai prin acest transport paracelular crescut, păsările par să compenseze limitările capacitive ale intestinului lor scurt, concluzionează echipa lui McWhorter. De fapt, structura fină a peretelui intestinal la păsări pare să favorizeze transportul spațial intercelular paracelular. Oamenii de știință au descoperit aproximativ mai mulți microvili pe zonă, adică mai multe protuberanțe mobile în formă de deget tipice intestinului. Acestea nu măresc suprafața de resorbție, deoarece majoritatea protuberanțelor microviliilor în sine nu pot absorbi nutrienți - dar mai mulți microvili pe zonă înseamnă, de asemenea, un număr mai mare de celule care formează microvili, ceea ce înseamnă mai multe spații intercelulare și, prin urmare, oportunități mai mari de transport paracelular.
Cercetătorii suspectează, de asemenea, diferențe biochimice-moleculare: este posibil ca joncțiunile strânse, adică acele manșete strâns conectate ferm și impermeabil celulele epiteliului, să fie mai puțin frecvente sau mai permeabile în intestinul păsărilor.
Una peste alta, transportul paracelular crescut înseamnă că mai mulți nutrienți - zaharurile rare, dar și aminoacizii și peptidele - sunt canalizate prin peretele intestinal într-un timp mai scurt și astfel asigură eficiența ridicată a intestinelor de fapt scurte ale păsărilor și liliecilor. Desigur, în ciuda eficienței sale, transportul paracelular neselectiv nu ar trebui să aibă numai avantaje, cercetătorii subliniază: Chiar și substanțele care nu pot fi utilizate în scopuri energetice sau chiar substanțe toxice traversează peretele intestinal paracelular, în timp ce sunt ignorate de mamiferele care nu zboară într-un intestin mai închis cu transportori selectivi. rămâneți și fiți excretați inofensiv.
Ar fi interesant să cercetăm dacă păsările, din cauza intestinelor lor eficiente, dar permeabile în mod periculos, sunt dependente de comportamente compensatorii care, de exemplu, le condamnă să renunțe la experimentele cu substanțe necunoscute, potențial dăunătoare. Intestinul păsărilor ar fi blocat anumite nișe ecologice pentru proprietarul său. Dar există un lucru pe care nu îl cere: dacă există mâncare care pare inofensivă, este tăiată ca un campion mondial. La fel ca o vrabie: păsările sălbatice medii devorează, așa cum au descoperit cercetătorii cu mult timp în urmă, pentru a se sătura, cu aproximativ o treime mai multă hrană uscată pe greutate corporală decât un mamifer mediocru care nu zboară.