Ett internationellt forskargrupp har funnit att nakna molråttor har förmågan att förvandlas till växter under överlevnad under sådana förhållanden som är dödliga för de flesta andra djur. Forskare har försökt bestämma hur dessa konstiga däggdjur, mer som insekter, förändrar sin ämnesomsättning och överlever i en miljö som saknar syre.
Hårfria molråttor är djur som lever i Afrika, till viss del liknar insekter än däggdjur. Precis som myror och bin kännetecknas de av skapandet av eusociala kolonier där det finns sterila arbetare och en fertil kvinna. Dessa nästan blinda och kallblodiga gnagare gräver tunnlar under jord, som totalt når flera kilometer. Med hjälp av dessa passager är vardagsrum, latriner och förråd anslutna. Dessa djur kommunicerar med varandra med hjälp av ljudsignaler, och deras "språk" är mycket rikare än andra gnagararter.
Många vet att nakna mullvadsråttor inte får cancer. Men i verkligheten är detta inte fallet: de utvecklar cancertumörer, men detta händer mycket sällan. För första gången upptäcktes cancer i dessa gnagare av amerikanska forskare förra året - de rapporterade flera fall av sjukdomen, som registrerades i Washington vid National Zoo, liksom i Illinois vid Brookfield Zoo. Tack vare detta fick forskare information om att dessa djur inte är hundra procent skyddade från cancerframkallande, även om det finns en uppfattning att det var just för att gnagare hölls i fångenskap att de utvecklade farliga tumörer.
Vissa forskare säger att cancerresistens beror på deras livsstil hos nakna molråttor. Dessa gnagare lever i en miljö där syrehalten är relativt låg (endast 2-9 procent), medan en person andas luft, för syre där den når 21 procent. En sådan miljö bör på något sätt aktivera skydd mot cancer, även om denna hypotes ännu inte har bekräftats.
Samtidigt är hypoxin där dessa gnagare lever relaterad till en annan ovanlig egenskap hos nakna mullvadsråttor. Deras hud är okänslig för capsaicin (ett brinnande ämne som finns i peppar) och syra. Forskare har försökt förklara varför en sådan anpassning behövs för gnagare, som tillbringar nästan hela sitt liv under jorden och nästan aldrig kommer upp till ytan. Koldioxid ackumuleras i underjordiska tunnlar. När det löses upp i vatten bildas kolsyra, vilket kan få gnagare att brinna på fuktiga slemhinnor. För att känna sig tillräckligt bekväm under sådana förhållanden, i nakna mullvadsråttor, försvinner smärtkänsligheten till viss del.
Gnagare tål höga koncentrationer av koldioxid under lång tid. De reagerar inte på något sätt om nivån av koldioxid inuti hålet stiger till 7-10 procent: de gör inga försök att gå till platser där det finns mer syre. Dessutom visar de inga tecken på vävnadsacidos eller hyperventilering. Även om koncentrationen av koldioxid når 80 procent kan de existera under sådana förhållanden i fem timmar.
Experter undrade hur dessa djur överlever i underjordiska hålor, där det finns så lite syre. Som det visade sig liknar nakna molråttor inte bara insekter utan också växter. I en miljö där O2 är bristfällig förändrar gnagare sin ämnesomsättning och börjar bryta ner fruktos anaerobt. Genom denna process frigörs tillräckligt med energi, vilket är nödvändigt för hjärncellerna och som förhindrar att dessa celler dör.
Som en del av experimentet lade forskarna gnagarna i atmosfäriska kamrar och återskapade förhållandena med hypoxi. Syrehalten var bara fem procent. Nakna molråttor klarade sig bra i fem timmar, medan normala möss dog efter cirka 15 minuter. Men forskarna slutade inte där. De tog bort allt syre från kamrarna och dödade mössen på mindre än en minut. Grävmaskinerna förlorade medvetandet på en halv minut, men gav inte upp sina försök att andas på flera minuter. Så småningom slutade andningen, men så snart de överfördes till rumsförhållanden återupplivade gnagarna och visade inga tecken på hjärnskador. Således överlevde nakna molråttor även efter 18 minuter i en helt syrefri miljö.
Kampanjvideo:
Forskare har funnit att under förhållanden med långvarig hypoxi kommer en ganska stor mängd sackaros och fruktos in i blodet hos dessa djur. Molekylära pumpar, som tidigare exklusivt hittats i tarmarna hos däggdjur, transporterar kolhydrater till hjärnceller. Metabolisering av fruktos utförs genom glykolys, som fortsätter med glukosdeltagande under normala förhållanden.
Samtidigt är det omöjligt att använda glukos på grund av det faktum att ett av stadierna av glykolys kräver ett aktivt enzym som kallas fosfofruktokinas-1. Aktiviteten för detta enzym är mycket beroende av cellens energitillstånd, som försämras kraftigt utan syre. I slutändan slutar glykolysprocessen och cellen kan inte längre producera den energi som behövs för att leva livet. Fruktos kan kringgå denna barriär genom att producera laktat eller mjölksyra och därigenom generera energiproduktion, om än i små mängder.
Som forskarna konstaterar är denna förmåga att ändra sin ämnesomsättning för att överleva under extrema förhållanden typisk för växter, men inte för däggdjur.
Forskarna hoppas att deras upptäckt kommer att ge en möjlighet att utveckla nya metoder för att förhindra skador på hjärtvävnad under hypoxi, som är förknippad med kranskärlssjukdom.
