Някои кайманови костенурки прекарват зимата в езера и блата, скрити под леда, където могат да оцелеят до шест месеца без кислород.
Научен екип от Университета на Манчестър и Университета на Северен Тексас показа за първи път, че излагането на ниски нива на кислород по време на ембрионалното развитие на костенурките програмира сърцата на животните да бъдат по-устойчиви в ниско кислородна среда до края на живота им.
Новото изследване е публикувано в списание Proceedings of the Royal Society B, хвърля светлина върху тази загадка на природата.
Преживяемостта в хипоксични условия зависи от способността на сърцето да продължи да доставя хранителни вещества към клетките на тялото. Когато хората страдат от сърдечни пристъпи, сърцата им обикновено се повреждат от хипоксия*, същото може да се случи по време на сърдечна трансплантация. Но влечугите като костенурки и алигатори могат да издържат на тези екстремни условия и да поддържат метаболизма и мускулната функция с ниско съдържание на кислород в околната среда.
*Хипоксия означава недостатъчното снабдяване с кислород на клетки, тъкани, органи или целия организъм.
Според екипа излагането на хипоксия по време на развитието причинява епигенетични промени в генома, които могат да превключват гените, важни за забележителната способност на сърдечните клетки на костенурката да понасят липса на кислород.
"Костенурките са невероятни същества, които могат да оцелеят за дълъг период от време под лед или на дълбочина, където има малко кислород", коментира Илан Рур (Ilan Ruhr), водещ автор на изследването.
За да разберат какво се случва на клетъчно ниво в тялото на тези влечуги, учените изследват група млади кайманови костенурки (Chelydra serpentina), половината от които са се развивали при нормално съдържание на кислород (21%), а половината - с 10% от този газ в атмосферата.
Екипът изследва сърцето, а не другите органи в тялото, тъй като то е един от най-застрашените от хипоксия органи. За да изследват механизма на адаптация, учените изолират клетки от сърдечния мускул от основния орган и след това ги подлагат на по-ниски нива на кислород, което позволява на екипа да измерва киселинността на околната среда, нивото на калций (който спомага за съкращаване на сърдечните мускули) и химически вещества, наречени активни форми на кислород.
Дори когато кислородът се внесе внезапно в клетъчната среда след стадия на хипоксия, клетките на влечугите не получават сериозно увреждане. Резултатите показват, че кислородът е важен екологичен сигнал за включване и изключване на определени гени, които позволяват на сърцето на костенурката да издържи на ниско съдържание на този газ в определени периоди от живота ѝ.
"Развълнувани сме, че сме първите, които показват, че е възможно да се промени степента на толерантност, която имат костенурките за ниско кислородна среда чрез излагане на хипоксия на ранен етап от развитието".
"Сега се надяваме да изолираме епигенетичните подписи, които помагат на костенурките да оцелеят толкова дълго без кислород, с надеждата да се разработят епигенетични лекарства, които да могат да превключват толерантността към среда с нисък кислород в човешките сърца", обяснява Илан Рур.
Справка: Developmental plasticity of cardiac anoxia-tolerance in juvenile common snapping turtles (Chelydra serpentina), Ilan M. Ruhr et al., Proceedings of the Royal Society B, 2019
Източник: Turtle study shows hearts can be programmed to survive without oxygen, phys.org
Коментари
Моля, регистрирайте се от TУК!
Ако вече имате регистрация, натиснете ТУК!
Няма коментари към тази новина !
Последни коментари