Не гледайте мустаците и зъбите - това са растения (видео)

Лишени от кислород, голите къртичести плъхове могат да оцелеят за сметка на метаболизирането на фруктоза, точно както правят растенията, съобщава phys.org

Статия за поредните удивителни способности на гризачите е публикувана тази седмица в списание Science. Ако узнаем как го правят тези животни, това може да доведе до лечение на пациенти, страдащи от липса на кислород, както и на инфаркти и инсулти.

"Това е просто най-новото забележително откритие за голия къртичест плъх - хладнокръвен бозайник, който живее десетилетия по-дълго от другите видове гризачи, по-рядко се разболява от рак и не чувства много видове болка", разказва Томас Парк (Thomas Park), професор по биологични науки в Университета на Илинойс в Чикаго (UIC), който е ръководител на международен екип изследователи от UIC, Института Max Delbrück в Берлин и Университета в Претория в Южна Африка.

При хората, лабораторните мишки, както и всички други известни бозайници, когато мозъчните клетки са лишени от кислород, те са лишени и от енергия и да започват да умират.

Но голият къртичест плъх (Heterocephalus glaber) има резервен вариант: мозъчните клетки започват да изгарят фруктозата, която произвежда енергия чрез анаеробно метаболитен път, който се използва само от растенията, смятат учените.

За да изследват как голите къртичести плъхове понасят ниски концентрации на кислород, екипът биолози първо ги поставя в камера само с 5 процента кислород, по-малко от една четвърт от количеството във въздуха. Такива условия убиват мишки в рамките на 15 минути, а ние, хората няма да оцелеем и толкова.

Но голите къртичести плъхове просто продължават да си живеят както обикновено. Първият тест е бил спрян след 5 часа, през които нищо не се е случило, разказва Томас Парк. "Ние бяхме изумени".

В следващ опит екипът поставя голите къртичести плъхове в чист азот, без никакъв кислород. Това убива мишките за около минута. Хората след глътка-две чист азот най-вероятно ще умрат в рамките на 10 минути.

Голите къртичести плъхове обаче оцеляват в продължение на поне 18 минути. Те спират да дишат след няколко минути, но сърцата им продължават да бият и веднага след като са върнати в нормална въздушна среда, те се съживяват.

Възкресение гризачово

"Те се връщат към живот без никакви видими проблеми", коментира членът на екипа Гари Левин от Центъра Max Delbrück за молекулна медицина в Берлин пред NewScientist.

Гмуркащите се бозайници като китовете могат да задържат дъха си повече от час. Но между гмурканията, те съхраняват кислород в тъканите си, за да оцелеят.

Голите къртичести плъхове живеят в подземни колонии от около 300 животни, където кислородът вероятно е винаги в недостиг.

^{Голите къртичести плъхове обичат да се скупчват. Roland Gockel / MDC}

Те живеят в наистина трудни условия - тунелите, които свързват колониите с повърхността са тесни и може да са напълно блокирани при проливни дъждове. Нещо повече, животните са склонни да се скупчват заедно в гнездата. "Те обичат да се трупат заедно в една голяма купчина плъхове", разказват изследователите.

Метаболитният трик

Но как се справят със съпътстващата ги липса на кислород?

Частично чрез свеждане до минимум нуждата си от него. Голите къртичести плъхове горят за затопляне на телата си малко енергия, температурата им е като на техните дупки - около 30°С. Те имат и нисък метаболизъм и потиска жизнените си процеси при липва на кислород. Това също им помага да оцелеят.

Клетките на животните черпят енергия от "изгаряне" на проста захар - глюкоза. Когато няма кислород, клетките трябва да използват много повече глюкоза, за да получат същото количество енергия, а процесът произвежда млечна киселина. Високите нива на млечна киселина убиват клетките, разказва членът на екипа Джейн Резник (Jane Reznick), така системата за обратна връзка веднага влиза в действие за спиране на процеса.

Но ако клетките използват фруктоза захар вместо глюкоза, те могат да заобиколят тази система и да произвежда енергия.

И точно това правят голите къртичести плъхове - те освобождават фруктоза в кръвта си, когато кислородът спадне твърде много и захарта се поема от сърдечните и мозъчните клетки, за да могат тези критични системи да продължат да работят. "Очевидно е, че голите къртичести плъхове имат таен начин да се справят с натрупването на млечна киселина", казва Резник.

"Голият къртичест плъх просто пренарежда някои основни градивни блокове на обмяната на веществата, за да го направят суперустойчив към условия на малко кислород", коментира Парк, който е проучвал странните видове в продължение на 18 години.

Голият къртичест плъх е единственият известен бозайник, който използва фруктоза, за да оцелее без кислород.

Учените също така показват, че голите къртичести плъхове са защитени от друг смъртоносен ефект на ниския кислород - натрупването на течност в белите дробове, наричен белодробен оток, който се случва на алпинистите при висока надморска височина.

На теория, хората могат също да използват триковете на плъховете. Нашите клетки биха могли да изпомпват фруктозата и ензимите, необходими за използването й, но обикновено имат от тези протеини. Левин изучава гмуркачите, за да разбере дали тяхното умение да задържат по-дълго дъха си, повишава способността на клетките им да използват фруктоза.

Още по темата

01/11/2016

Животът

Защо голият къртичест плъх не усеща болка