fbTrack
REKLAMA
REKLAMA

Nauka

Szczury hybrydowe

Thomas Park/UIC
Wyglądają jak dzieło specjalistów od efektów specjalnych, ale w ich organizmach być może ukryta jest tajemnica długowieczności, odporności na nowotwory, leczenia bólu oraz skutków niedotlenienia przy zawałach i udaru mózgu. Teraz odkryto, że w warunkach braku tlenu, ich organizm przestawia się na metabolizowanie fruktozy - funkcjonują wówczas jak roślina.

Golce (Heterocephalus glaber), afrykańskie gryzonie z rodziny kretoszczurów są całkowicie nagie. Z ich ciał wyrastają jedynie wibrysy - pojedyncze włoski czuciowe. Ich życie społeczne przypomina ul. Kolonią zarządza królowa, której strzegą żołnierze. Reszta gigantycznej kolonii to robotnicy.

Żyją najdłużej ze wszystkich znanych nam gryzoni – nawet ok. 30 lat. Posiadają niezwykłą odporność na zgubne działanie wolnych rodników. Są niewrażliwe na wiele rodzajów bólu. Ich organizm wytworzył podwójny system zabezpieczeń przed nowotworami. Ale to nie wszystko. Mają mnóstwo wyjątkowych cech, nietypowych dla innych ssaków..

Hybrydowy metabolizm

Golce żyją w stworzonej przez siebie sieci tuneli. W ciasnych i zatłoczonych korytarzach szybko kończy się tlen i pożywienie. Pozbawione powietrza, nagie szczury mogą przetrwać przez metabolizowanie fruktozy tak samo jak rośliny.

W kwietniu, w czasopiśmie Science, ukazał się artykuł o odkryciach dokonanych przez Thomasa Parka, profesora biologii Nauk przy Uniwersytecie Illinois w Chicago, który prowadził międzynarodowy zespół naukowców z UIC, Instytutu Maxa Delbrücka w Berlinie oraz Uniwersytetu w Pretorii w Afryce Południowe. Park od 18 lat bada dziwne gatunki zwierząt.

- Golec, by tolerować warunki braku tlenu, po prostu przebudował kilka podstawowych fundamentów metabolizmu. - twierdzi naukowiec - Zrozumienie, w jaki sposób funkcjonują te zwierzęta, może prowadzić do leczenia pacjentów cierpiących na silne niedotlenienie, jak w przypadku zawału serca i udaru mózgu.

W trudnych warunkach golce przełączają się na napęd charakterystyczny dla roślin. Zaczynają spalać uwalnianą do krwi fruktozę, która wytwarza energię drogą beztlenowej przemiany materii. Cukier ten, jak twierdzą naukowcy z zespołu Parka, jest transportowany do komórek mózgowych za pomocą molekularnych pomp fruktozy, które u wszystkich innych ssaków znajdują się wyłącznie w komórkach jelita. Proces metabolizowania fruktozy jest nam zatem znany, ale nie w takiej skali jak czynią to golce.

Dzięki dodatkowemu napędowi są w stanie przetrwać do pięciu godzin w czterokrotnie niższej zawartości tlenu w powietrzu. Takie warunki mogą zabić człowieka w ciągu kilku minut. Stwierdzono też, że golce są w stanie przeżyć 18 minut całkowitego braku tlenu. Przechodzą wówczas do stanu częściowej hibernacji - redukują ruchy, gwałtownie spowalniają akcję serca i szybkość oddychania - ale nadal funkcjonują. Przełączają się na inne paliwo do czasu, gdy warunki ulegną poprawie.

Szczury potrafią ochronić się też przed innym zabójczym aspektem niskiego poziomu tlenu - obrzękiem płuc. Dotyka on osoby przebywające w górach na dużej wysokości. W czasie hibernacji golce niemal przestają oddychać. Ich płuca napełniają się płynem, który zabezpiecza przed uszkodzeniem delikatną tkankę wewnątrz pęcherzyków.

Podwójne zabezpieczenie przed nowotworami

Do niedawna naukowcy uważali, że golce nigdy nie chorują na raka. Z tego powodu były do niedawna niezwykle interesujące dla naukowców. Odkryto jednak, że dwa z nich, przebywające w laboratorium, zachorowały na nowotwór. Nadal jest to imponująca statystyka.

Okazuje się, że zwierzęta te mają dodatkowy system wykrywania komórek nowotworowych, oparty na ekspresji genu p16. Pozwala on zahamować nadmierne podziały patologicznych komórek. Ani ludzie ani inne ssaki nie posiadają tego mechanizmu.Tu pojawia się kolejny paradoks. Mimo, że telomeraza – enzym, który przedłuża życie komórek, jest u golców bardzo aktywna, nie dochodzi do powstawania guzów.

 

Długowieczność

Nad zagadnieniem wyjątkowo długiego życiem gryzonia pracował prof. Rochelle Buffenstein i naukowcy z Uniwersytetu Teksańskiego. Odkryli, że tzw. stres oksydacyjny, czyli ekspozycja komórek na szkodliwe działanie utleniaczy, jest u golców wyjątkowo wysoki. Mimo to, organizmy szczurów doskonale dawały sobie z tym radę.

Analiza tkanki wątroby ujawniła, że gryzonie zadziwiająco precyzyjnie kontrolują jakość pojawiających się w ich wnętrzu białek. Uszkodzone lub zniekształcone proteiny są znacznie bardziej oporne na zmiany struktury niż prawidłowe. Komórki golców charakteryzuje wysoki poziom proteasomów – enzymów, które odpowiadają za rozkład białek. Wszystkie wadliwe proteiny są szybko niszczone.

Ten mechanizm przede wszystkim zapobiega powstawaniu nowotworów, ale głównie przyczynia się do długiego życia w zdrowiu i pełnej aktywności.

Dodatkowo golcew warunkach niedoboru pożywienia mają umiejętność popadania w hibernację. Dzięki temu nie ulegają tak szybkiemu wyniszczeniu. U większości gatunków dochodzi z wiekiem do osłabienia sprawności systemu kontroli białek, co prowadzi do coraz większego zatoksycznienia organizmu. Golce są na to odporne.

Ustalenie dokładnego mechanizmu, który umożliwia tym gryzoniom długowieczność może zainspirować naukowców do stworzenia metod na przedłużenie też naszego życia lub choćby poprawę zdrowia.

 

Źródło: rp.pl
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA
NAJNOWSZE Z RP.PL
REKLAMA
REKLAMA