Międzynarodowy zespół naukowców odkrył, że nagie kretoszczury potrafią zamienić się w „rośliny”, żyjąc w warunkach śmiertelnych dla wielu innych zwierząt. „Lenta.ru” opowiada, jak te dziwne ssaki, przypominające owady, potrafią zmienić swój metabolizm i wytrzymać beztlenowe środowisko.
Bezwłosy kretoszczur (Heterocephalus glaber) to afrykańskie zwierzęta, które pod pewnymi względami bardziej przypominają owady niż ssaki. Podobnie jak mrówki i pszczoły, tworzą kolonie eusocial, które mają płodną królową i bezpłodne robotnice. Te zimnokrwiste i prawie ślepe gryzonie kopią podziemne tunele, których łączna długość sięga kilku kilometrów. Przejścia łączą żywe komórki, magazyny i latryny. Zwierzęta komunikują się ze sobą za pomocą sygnałów dźwiękowych, ich „język” jest bogatszy niż innych gatunków gryzoni.
Wielu słyszało, że nagie kretowe szczury nie chorują na raka. W rzeczywistości nie jest to do końca prawdą: tworzą się w nich nowotwory złośliwe, ale rzadko się to zdarza. Po raz pierwszy rak u H.glabe został odkryty w zeszłym roku przez amerykańskich naukowców - dwa przypadki tej choroby odnotowano w National Zoo w Waszyngtonie i Brookfield Zoo w Illinois. Dało to naukowcom informację, że nagie kretoszczury nie są w stu procentach chronione przed karcynogenezą, chociaż uważa się, że to właśnie zawartość w niewoli sprowokowała rozwój niebezpiecznych nowotworów.
Według niektórych badaczy odporność na raka u tych podziemnych gryzoni wynika z ich stylu życia. Faktem jest, że nagie kretowiska żyją w środowisku o stosunkowo niskiej zawartości tlenu (2-9 procent), podczas gdy ludzie oddychają powietrzem o zawartości tlenu wynoszącej 21 procent. To powinno w jakiś sposób aktywować ochronę przeciwnowotworową, chociaż nie ma jeszcze potwierdzenia tej hipotezy.
Jednak niedotlenienie, w którym żyją nagie kretoszczury, jest odpowiedzialne za inną niezwykłą właściwość tych zwierząt. Ich skóra jest niewrażliwa na kwas i palącą substancję kapsaicynę (występującą w pieprzu). Dlaczego zwierzęta potrzebują takiej adaptacji, która prawie nigdy nie wychodzi na powierzchnię? Faktem jest, że w podziemnych korytarzach gromadzi się dwutlenek węgla. Gdy rozpuszcza się w wodzie, tworzy się kwas węglowy, który u gryzoni może powodować oparzenia wilgotnych błon śluzowych. Aby wygodnie żyć w takich warunkach, H.glabe częściowo traci wrażliwość na ból (pisał o tym „Lenta.ru”).
Nagie kretoszczury mogą wytrzymać wysokie stężenia dwutlenku węgla przez długi czas. Nie reagują w żaden sposób, jeśli CO2 w otworze osiągnie 7-10 procent, nie próbuj udawać się w miejsca bardziej nasycone tlenem; nie mają objawów hiperwentylacji płuc i kwasicy tkankowej. Przeżywają pięć godzin, nawet gdy stężenie dwutlenku węgla wynosi 80 procent (stężenie tlenu wynosi 20 procent).
Zdjęcie: Thomas Park / UIC
Jak nagie kretoszczury mogą przetrwać pod ziemią, gdzie jest tak mało tlenu? W rzeczywistości te gryzonie wyglądają nie tylko jak owady, ale także rośliny. W warunkach niedoboru O2 ślepe ssaki zmieniają swój metabolizm, rozpoczynając beztlenowy rozkład fruktozy. Ten proces wytwarza wystarczającą ilość energii dla komórek mózgowych, aby zapobiec ich śmierci.
Film promocyjny:
Naukowcy umieścili nagie kretoszczury w komorach atmosferycznych i odtworzyli warunki hipoksji. Stężenie tlenu wynosiło pięć procent. Podziemne gryzonie radziły sobie dobrze przez pięć godzin, a normalne myszy (Mus musculus) padały w mniej niż 15 minut. Ale naukowcy nie poprzestali na tym. Całkowicie pozbawili komorę tlenu, w wyniku czego myszy nie mogły znieść nawet minuty. Nagie kretoszczury straciły przytomność po 30 sekundach, ale próby oddychania trwały przez kilka minut. W końcu oddech ustał, ale gdy tylko zostali przeniesieni do warunków pokojowych, H.glabe ożywił się i nie wykazywał żadnych oznak uszkodzenia mózgu. Gryzonie przeżyły po 18 minutach w środowisku całkowicie pozbawionym tlenu.
Zdjęcie: Public Domain / Wikimedia
Naukowcy odkryli, że przy długotrwałym niedotlenieniu do krwi zwierząt dostają się duże ilości fruktozy i sacharozy (disacharydu zawierającego fruktozę). Węglowodany dostają się do komórek mózgowych gryzoni za pomocą pomp molekularnych, które wcześniej znajdowano tylko w jelitach innych ssaków. Fruktoza jest metabolizowana w procesie zwanym glikolizą, który zwykle obejmuje glukozę.
Nie można jednak stosować glukozy, ponieważ jeden z etapów glikolizy wymaga obecności aktywnego enzymu zwanego fosfofruktokinazą-1. Jego funkcjonowanie zależy od stanu energetycznego komórki, który bez tlenu ulega znacznemu pogorszeniu. W rezultacie cały cykl glikolizy ustaje, a komórka całkowicie traci zdolność do produkcji energii niezbędnej do życia. Fruktoza pozwala ominąć tę barierę. W efekcie powstaje mleczan (kwas mlekowy), a produkcja energii, choć w niewielkich ilościach, zachodzi z dużą szybkością.
Zdolność do zmiany metabolizmu w celu przetrwania w trudnych warunkach jest powszechna u roślin, ale nie u ssaków - stwierdzili naukowcy.
Naukowcy mają nadzieję, że ich odkrycie doprowadzi do opracowania nowych metod zapobiegania uszkodzeniom tkanki serca w wyniku niedotlenienia związanego z chorobą wieńcową.
Alexander Enikeev
