Ett internationellt team av forskare har funnit att nakna mullvattensråttor kan förvandlas till "växter" och överlever under förhållanden som är dödliga för många andra djur. "Lenta.ru" berättar hur dessa konstiga däggdjur, som liknar insekter, lyckas ändra sin ämnesomsättning och tåla en syrefri miljö.
Hårfria mullråttor (Heterocephalus glaber) är afrikanska djur som på vissa sätt liknar insekter mer än däggdjur. Liksom myror och bin skapar de eusociala kolonier som har en produktiv drottning och sterila arbetare. Dessa kallblodiga och nästan blinda gnagare gräver underjordiska tunnlar, vars totala längd når flera kilometer. Passager förbinder levande celler, förråd och latrines. Djur kommunicerar med varandra genom ljudsignaler, deras "språk" är rikare än hos andra gnagare.
Många har hört att nakna mullvattensråttor inte får cancer. I själva verket är detta inte helt sant: maligna tumörer bildas i dem, men detta händer sällan. För första gången upptäcktes cancer i H.glabe förra året av amerikanska forskare - två fall av sjukdomen rapporterades vid National Zoo i Washington och Brookfield Zoo i Illinois. Detta gav forskarna information om att råttor med nakna mullvader inte är hundra procent skyddade mot cancerframkallande, även om man tror att det var innehållet i fångenskap som provocerade utvecklingen av farliga neoplasmer.
Enligt vissa forskare beror resistensen mot cancer i dessa underjordiska gnagare på deras livsstil. Faktum är att nakna mullråttor lever i en miljö med en relativt låg syrehalt (2-9 procent), medan människor andas luft med en syrehalt på 21 procent. Detta bör på något sätt aktivera antitumörskydd, även om det inte finns någon bekräftelse på denna hypotes ännu.
Emellertid är den hypoxi där nakna mullråttor lever ansvar för en annan ovanlig egenskap hos dessa djur. Deras hud är okänslig för syran och brinnande ämnet capsaicin (finns i peppar). Varför behöver djur en sådan anpassning, som nästan aldrig kommer upp till ytan? Faktum är att koldioxid samlas i de underjordiska passagerna. När den upplöses i vatten bildas kolsyra, vilket kan orsaka brinnande gnagare på fuktiga slemhinnor. För att leva bekvämt under sådana förhållanden förlorar H.glabe delvis smärtkänslighet ("Lenta.ru" skrev om detta).
Nakna mullråttor tål höga koncentrationer av koldioxid under långa tidsperioder. De reagerar inte på något sätt om koldioxiden inuti hålet når 7-10 procent, försök inte gå till platser som är mättade med syre. de har inga tecken på lunghyperventilering och vävnads acidos. De överlever i fem timmar, även när koldioxidkoncentrationen är 80 procent (syrekoncentrationen är 20 procent).
Foto: Thomas Park / UIC
Hur kan nakna mullråttor överleva under jord, där det finns så lite syre? I själva verket ser dessa gnagare inte bara ut insekter utan också växter. Under förhållanden med O2-brist ändrar blinda däggdjur sin ämnesomsättning genom att börja bryta ned fruktos anaerobt. Denna process producerar tillräckligt med energi för hjärnceller för att förhindra deras död.
Kampanjvideo:
Forskare placerade nakna mullråttor i atmosfäriska kamrar och återskapade hypoxiska förhållanden. Syrekoncentrationen var fem procent. Underjordiska gnagare gick bra i fem timmar, och normala möss (Mus musculus) dog på mindre än 15 minuter. Men forskarna slutade inte där. De berövade kammaren helt syre, vilket resulterade i att mössen inte kunde stå ens en minut. De nakna mullråttorna förlorade medvetandet efter 30 sekunder, men försök att andas fortsatte i flera minuter. Så småningom upphörde andningen, men så fort de överfördes till rumsförhållanden återupplivade H.glabe och visade inga tecken på hjärnskador. Gnagarna överlevde efter 18 minuter i en helt syrefri miljö.
Foto: Public Domain / Wikimedia
Forskare har funnit att med långvarig hypoxi kommer stora mängder fruktos och sackaros (en disackarid som innehåller fruktos) in i djuren. Kolhydrater kommer in i gnagarehjärnceller med molekylpumpar som tidigare bara hittades i tarmarna hos andra däggdjur. Fruktos metaboliseras genom en process som kallas glykolys, som normalt involverar glukos.
Glukos kan emellertid inte användas på grund av det faktum att ett av glykolysstegen kräver närvaron av ett aktivt enzym som kallas fosfofruktokinas-1. Dess funktion beror på energitillståndet i cellen, som är kraftigt försämrad utan syre. Som ett resultat stannar hela glykolyscykeln och cellen förlorar helt förmågan att producera den energi som krävs för livet. Fruktos tillåter dig att kringgå denna barriär. Detta producerar laktat (mjölksyra) och energiproduktion, om än i små mängder, sker i hög takt.
Denna förmåga att byta ämnesomsättning för att överleva under svåra förhållanden är vanligt hos växter, men inte hos däggdjur, säger forskarna.
Forskarna hoppas att deras upptäckt kommer att leda till utvecklingen av nya metoder för att förhindra skada på hjärtvävnad på grund av hypoxi förknippad med koronar hjärtsjukdom.
Alexander Enikeev
