Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • TechWeek
  • Биомолтекст2020
  • vsh25

Почему голые землекопы нечувствительны к боли

Голые землекопы – супергерои в мире животных

marks, Geektimes

Под сухими равнинами Восточной Африки обитают животные, которые удивляют и своей внешностью, и своими возможностями. Речь идет о голых землекопах. Их тело не покрыто шерстью, у них очень плохое зрение но хорошее обоняние, осязание и сильные лапы. Эти животные могут выкапывать в земле длинные ходы протяженностью в несколько километров.

Живут они колониями вплоть до 300 обитателей. Главная в колонии – королева. Это единственная самка, которая воспроизводит потомство. Появившиеся на свет грызуны быстро взрослеют. Всю свою жизнь (около 30 лет) эти животные проводят в условиях малого количества еды и воды. Голые землекопы – мелкие животные с длиной тела 8–10 см, хвоста – 3–4 см и весом 30–35 г. Самки крупнее: весят от 50 до 80 г.

Голый землекоп обитает в сухих саваннах и полупустынях Кении, Эфиопии и Сомали. Это скрытные роющие животные, питающиеся подземными частями растений, в том числе сочными клубнями и луковицами. Пищу запасают в специально обустроенных подземных кладовых. Голые землекопы совсем не пьют воду и питаются почти исключительно клубнями растений. Влагу они получают вместе с пищей.

Видимо, для того, чтобы хоть как-то нивелировать тяготы жизни голых землекопах, природа наградила их уникальными возможностями. Например, у них практически не бывает рака. Живут они гораздо дольше, чем другие грызуны – 30 лет и более. Кроме того, эти животные нечувствительны к кислотным ожогам и не чувствуют боли при температурных ожогах. Да и без ожогов грызун не чувствует боли при воздействии высокой температуры. Кроме того, землекопы отличаются выносливостью к высоким концентрациям CO2. Интересно, что, несмотря на почти полное отсутствие внешней слуховой раковины, слух животных острый, о чём свидетельствует обширный репертуар звуков, издаваемых землекопами.

Ученые долгое время изучают голых землекопов, стараясь понять, чем обусловлены их уникальные особенности. Недавно в авторитетном издании Cell Reports появилась статья, объясняющая нечувствительность голых земплекопов к боли (Omerbašić et al., Hypofunctional TrkA Accounts for the Absence of Pain Sensitization in the African Naked Mole-Rat). Как оказалось, эволюционные изменения привели к модифицированию аминокислот в их болевых рецепторах. Кроме того, специалисты отмечают практически полное отсутствие «болевого нейротрансмиттера» у взрослых особей.

TRPV1.jpg
Рисунок из статьи в Cell Reports – ВМ

Ученые предполагают, что голые землекопы вряд ли получили свои уникальные возможности, если бы не жили в экстремальных условиях, включая социальные особенности. Специалистам известны всего два вида животных, чей образ жизни настолько похож на образ жизни общественных насекомых – это голые землекопы и их близкие родственники – слепыши.

Самки в колонии дерутся до смерти за право быть королевой, после чего занимают это социальное положение вплоть до 15 лет подряд. Сменив социальный статус, животное увеличивается в размере, причем не только благодаря набору веса, но и благодаря увеличению расстояния между позвонками. После смерти королевы начинается смертельная драка между фертильными самками колонии, и после окончательной победы главой становится самка-победитель. Успешные колонии могут быть очень большими, с разветвленной системой ходов. Землю голые землекопы копают при помощи лап и зубов. Несмотря на то, что гнездовые камеры довольно большие, туда может набиваться много обитателей, что, вероятно, причиняет им некоторые неудобства.

Землекопы, как и другие животные, имеют склонность к термальной гипералгезии. Это явление характерно и для человека. Пояснить природу термальной гипералгезии не так сложно. Представьте себе, например, сильно обожженную солнцем кожу на спине. Что вы почувствуете, если направить на этот участок теплую воду? Не горячую, а действительно теплую, какой мы чувствуем температуру воды в обычном состоянии. Но для обожженного участка эта вода покажется крайне горячей.

Все дело в том, что сенсоры температуры, расположенные на поврежденном участке, химически «перестимулированы» в результате действия огня, солнечных лучей или любого другого источника энергии. Поэтому даже нежное прикосновение к ожогу воспринимается сенсорами, как болевое ощущение. Сигнал боли отсылается в мозг, и живое существо чувствует боль. Все логично.

В случае голых земплекопов дело обстоит немного по-другому. Когда животное копается в сухом грунте, то сенсоры, расположенные в коже, перевозбуждаются. Но в это время грызун не чувствует боли, как это происходит, например, с человеком. А все благодаря особым изменениям в структуре аминокислот кожных сенсоров животного. Эти изменения привели к тому, что голый землекоп не чувствует боли при воздействии высокой температуры. После инъекции нейротрансмиттера, известного, как «вещество P», болевые ощущения у землекопов проявляются в полной мере.

«Мы считаем, что эволюционные изменения привели к тому, что болевая чувствительность грызунов не исчезла совсем, поскольку она представляет собой несомненную пользу для животного. Но природа ослабила болевые ощущения землекопов до такой степени, что они не доставляют грызуну особых неудобств. Голые землекопы живут под землей в пустынных регионах, им достается не так много еды. Уровень метаболизма землекопов значительно ниже уровня метаболизма любого из млекопитающих. В этих условиях эволюция убрала то, что не является исключительно необходимым», – говорит Гэри Левин, ведущий автор исследования, в пресс-релизе Max Delbrück Center for Molecular Medicine in the Helmholtz Association How the naked mole-rat escapes inflammatory pain.

Левин с коллегами также обнаружил, что землекопы рождаются с нормальной кожной чувствительностью к теплу. Но, вырастая, они эту способность теряют. Это помогает им сохранять больше энергии, которая нужна в условиях, при которых существуют землекопы. Что интересно, так это то, что небольшие изменения в структуре аминокислот организма грызунов привели к значимым последствиям.

Теперь грызуны живут без постоянного дискомфорта, который, несомненно, они бы испытывали, если бы у них была нормальная чувствительность к высокой температуре. И это правильно, поскольку боль вовсе не всегда нужна живому организму. В некоторых случаях она только мешает. В случае голых землекопов боль была бы препятствием к выживанию всего вида. И эволюционный процесс привел к исчезновению восприимчивости животного к «тепловой боли», как таковой.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
 17.10.2016


Читать статьи по темам:

рецепторы экспрессия генов Версия для печати
Ошибка в тексте?
Выдели ее и нажми ctrl + enter
назад

Читать также:

Ожоги и травмы без шрамов и рубцов

Биоинженеры под руководством специалистов из Медицинской школы Университета Джонса Хопкинса (США) обнаружили рецептор, который не только помогает залечивать раны, но и придает коже после заживления эстетичный вид.

читать

Радиогенетика – новый способ управления активностью генов и клеток

Группа ученых из США разрабатывает систему, которая позволит с помощью магнитных наночастиц удаленно управлять биологическими мишенями в организме живых животных – быстро, без проводов, имплантатов и химических соединений.

читать

Блокаторы рецептора простагландина помогут при болезни Альцгеймера?

Блокирование белка EP2 – рецептора провоспалительного гормона простагландина Е2 – на клетках микроглии восстанавливает память у мышей с болезнью Альцгеймера.

читать

Болезнь Альцгеймера: еще один перспективный подход

Повышение экспрессии белка Scara1 является перспективным подходом к лечению болезни Альцгеймера. Потенциально это может привести к разработке методов использования иммунной системы для задержки прогрессирования заболевания.

читать

Лечение синдрома Дауна: мишень нашли, осталось попасть в нее

У мышей с синдромом Дауна, в мозг которых методом генотерапии был введен человеческий белок SNX27, наблюдалось увеличение числа глутаматных рецепторов и нормализация функций мозга. Однако до применения подобной методики в отношении людей еще далеко.

читать