В результате продолжительной обездвиженности организм млекопитающих замедляет процесс образования новых клеток костной ткани и усиливает выделения кальция в кровь — так повышается риск трещин и переломов.
В 2006-2009 годах биологи работали с 13 медведицами: они брали анализ крови и костной ткани до, во время и после зимней спячки, а также измеряли концентрацию ферментов и гормонов. Оказалось, что животные способны подавлять процесс выведения кальция в кровь, регулируя уровень двух ферментов.
Ученые выяснили, что в крови медведей в 15 раз повышается уровень белка CART, который снижает количество минералов кости, попадающих в кровь. Кроме того, ферментов, отвечающих за образование новой костной ткани (BSALP и TRACP), во время зимней спячки становится меньше. Наконец, количество остеобразующих клеток кости во время спячки падает с 2 до 0,15 процента. Все эти сдвиги демонстрируют, что бурые медведи сохраняют прочность своего скелета не за счет новой костной ткани, а подавляя распад старой.
Выводы биологов могут пригодиться при подготовке космонавтов к длительным полетам (например, на Марс). Остеопения (разрушение костей в результате сниженной нагрузки) является одним из наиболее опасных побочных эффектов пребывания в невесомости. На станции «Мир», например, космонавты ежемесячно теряли один-два процента костной массы. Пока главным средством против остеопении остаются упражнения на специальных тренажерах, однако эффективность их не очень велика. Ученые надеются, что их открытие поможет победить остеопению на биохимическом уровне.