Lo scoiattolo di terra e il criceto siriano, due roditori che vanno in letargo d'inverno, non sentire freddo come chi non va in letargo, come ratti o topi. I ricercatori di Yale hanno scoperto che i roditori in letargo hanno sviluppato neuroni sensibili al freddo con una ridotta capacità di rilevare temperature inferiori a 20 gradi Celsius. Questo adattamento consente potenzialmente alla loro temperatura corporea di abbassarsi per lunghi periodi di tempo senza farli sentire stressati da queste condizioni, innescando così il loro sonno stagionale. L'opera appare il 19 dicembre sulla rivista Rapporti di cella .

"Se questi animali sentissero freddo, non sarebbero in grado di andare in letargo perché il loro sistema sensoriale direbbe al resto del corpo che devono prima riscaldarsi, ", afferma l'autore senior Elena Gracheva, fisiologo e neuroscienziato alla Yale University. "Non sarebbero in grado di sopravvivere come specie".

Il laboratorio Gracheva, in collaborazione con il gruppo di Sviatoslav Bagriantsev, che insieme costituiscono i laboratori di fisiologia sensoriale a Yale, hanno scoperto che gli scoiattoli di terra e i criceti siriani hanno sviluppato indipendentemente adattamenti simili per sopprimere il freddo. Mentre tutti i roditori hanno recettori sui loro neuroni somatosensoriali che percepiscono il freddo, i recettori in questi due animali in letargo impiegano molto di più per essere attivati ​​rispetto a quelli negli animali che non vanno in letargo.

Per confrontare la biologia degli animali che vanno in letargo e quelli che non lo fanno, i ricercatori hanno eseguito test su scoiattoli di terra, criceti, e topi. Hanno messo i roditori su due piastre a temperatura controllata:una piastra calda (30 gradi Celsius) e un'altra piastra più fredda che ha cambiato la temperatura (da 20 a 0 gradi Celsius). I roditori potrebbero muoversi tra le due piastre. I ricercatori hanno osservato che i topi hanno sempre fortemente preferito il piatto caldo. scoiattoli a terra e criceti, d'altra parte, non ha mostrato una preferenza significativa per il piatto caldo, a meno che il piatto freddo non si avvicini ai 5 gradi Celsius.

Gracheva e Bagriantsev hanno collegato questo comportamento a un canale ionico nei neuroni di questi roditori, chiamato TRPM8. L'attivazione di TRPM8 porta alla sensazione di sensazione di freddo. Negli scoiattoli di terra e nei criceti, TRPM8 è meno sensibile al freddo rispetto a TRPM8 nei topi. Nei topi, c'è stato un aumento dell'attività quando la temperatura è scesa da 30 a 10 gradi Celsius, ma in terra scoiattoli e criceti, non c'è stato alcun cambiamento anche a temperature inferiori a 20 gradi Celsius. I ricercatori hanno analizzato le differenze nella sequenza di amminoacidi delle molecole TRPM8 e dello scoiattolo TRPM8 sottoposto a reverse engineering in modo che diventasse nuovamente sensibile al freddo.

Questa resistenza alla sensazione di freddo si verifica non solo quando gli scoiattoli di terra e i criceti sono in letargo, ma anche mentre sono attivi. Per esempio, Gli scoiattoli di terra a 13 righe (cosiddetti per le loro 13 strisce marroni e bianche) possono sopravvivere all'esposizione a temperature di 2 gradi Celsius fino a 6-9 mesi. Gli scoiattoli di terra, che sono legati agli scoiattoli, sono originari del Wisconsin.

Altre specie, come uccelli, possono migrare per cambiare il loro ambiente quando fa troppo freddo. mammiferi più piccoli, d'altra parte, non può percorrere lunghe distanze. Invece di cambiare il loro ambiente, devono adattarsi e cambiare i loro corpi. "Questo adattamento è l'esempio perfetto di come l'ambiente può modellare le proprietà del sistema sensoriale, "dice Gracheva.

Andando avanti, il laboratorio di Gracheva e colleghi stanno studiando come si comportano questi animali a temperature ancora più basse. Il prossimo passo per il suo team è studiare i roditori a temperature inferiori a 10 gradi Celsius. Vogliono anche ampliare il loro studio sulle basi molecolari della sensibilità al freddo. "Questo processo è molto complesso, e TRPM8 è solo una parte del meccanismo, "dice Gracheva.