Naukowcy odkryli, w jaki sposób mieszkające pod ziemią golce piaskowe są w stanie tak długo przetrwać bez tlenu. Okazuje się, że robią to, metabolizując fruktozę w taki sam sposób jak rośliny. Choć odkrycie dotyczy zwierząt, w przyszłości może pomóc w leczeniu zawałów i udarów mózgu u ludzi.
Międzynarodowy zespół naukowców z Uniwersytetu Illinois w Chicago, Instytutu Maxa Delbrucka w Berlinie i Uniwersytetu w Pretorii w RPA pod wodzą Thomasa Parka - profesora nauk biologicznych Uniwersytetu Illinois - zbadał golce piaskowe. Chciał dowiedzieć się, jak to się dzieje, że zwierzęta te są w stanie długo wytrzymać pod ziemią.
Zrozumienie tego, w jaki sposób należące do rodziny kretoszczurów golce są do tego zdolne, może pomóc w leczeniu pacjentów cierpiących na niedobory tlenu występujące w przypadku zawałów serca i udarów mózgu.
Inne niż wszystkie ssaki
- To najnowsze odkrycie dotyczące golca piaskowego - zimnokrwistego ssaka, który żyje znacznie dłużej niż inne gryzonie, rzadko choruje na raka i nie odczuwa wielu rodzajów bólu - mówi Thomas Park.
U ludzi, myszy laboratoryjnych i wszystkich innych znanych ssaków, gdy komórki mózgowe mają zbyt mało tlenu, brakuje im energii i zaczynają obumierać.
Jednak golce piaskowe mają na to sposób. Gdy tylko brakuje im tlenu, ich komórki mózgowe zaczynają spalać fruktozę, co pozwala wyprodukować energię w warunkach beztlenowych poprzez szlak metaboliczny, który - jak do tej pory uważali badacze - jest używany jedynie przez rośliny.
Wykorzystują fruktozę
Podczas najnowszych badań naukowcy poddali golce piaskowe w laboratorium warunkom z niskim poziomem tlenu i stwierdzili, że zwierzęta uwalniają wtedy dużą ilość fruktozy do krwiobiegu. Okazało się także, że jest ona przenoszona do komórek mózgowych przez molekularne pompy fruktozowe, które u wszystkich innych ssaków występują jedynie w komórkach jelitowych.
Park, który od 18 lat bada niezwykłe gatunki, stwierdził, że golce piaskowe po prostu zmieniły podstawowe funkcje metabolizmu, by był odporny na niski poziom tlenu.
Przechodzą w stan zawieszenia
Na poziomie tlenu tak niskim, że mógłby w ciągu kilku minut zabić człowieka, golce są w stanie wytrzymać około pięciu godzin. Przechodzą wtedy w stan zawieszenia nazywany anabiozą - ze znaczną redukcją ruchu, dramatycznym spowolnieniem pulsu i oddychania w celu oszczędzania energii. Będąc w takim stanie, zaczynają wykorzystywać fruktozę i robią to do czasu, aż tlen będzie ponownie dostępny.
Golec to jedyny gatunek ssaka, który wykorzystuje anabiozę, by przetrwać niedobór tlenu.
Wyjątkowo odporne
Naukowcy wykazali także, że te niezwykłe zwierzęta są także chronione przed innym zabójczym aspektem niskiego poziomu tlenu - gromadzenia się płynu w płucach, zwanego obrzękiem płuc, który spotyka często alpinistów na dużych wysokościach.
Badacze sądzą, że niezwykły metabolizm golców piaskowych wynika z adaptacji do życia w warunkach o niskim poziomie tlenu. W przeciwieństwie do innych ssaków podziemnych, golce żyją w licznych, zatłoczonych koloniach. Przy tak wielu osobnikach mieszkających w niewentylowanych tunelach, tlen bardzo szybko się wyczerpuje.
Autor: zupi/map / Źródło: science daily