• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
1054
Голый землекоп может жить без кислорода
Физиология
Голый землекоп (Heterocephalus glaber)

Голый землекоп может жить без кислорода

Без кислорода жизни нет – это справедливо, по крайней мере, для большинства высокоорганизованных животных. И если для компенсации небольшого дефицита кислорода (гипоксии) существует ряд механизмов, то при его полном отсутствии быстро наступает смерть. Есть исключения: некоторые североамериканские пресноводные черепахи и представители карповых рыб, например караси, могут существовать без кислорода в течение нескольких месяцев, зимуя подо льдом озер и прудов. Они выживают, очень экономно расходуя «горючее», запасенное в виде гликогена, при этом у них сильно замедляется обмен веществ и понижается температура тела. А среди млекопитающих все рекорды побили голые землекопы, которые оказались способны обходиться без кислорода целых 18 минут.

Голые землекопы (Heterocephalus glaber) – очень своеобразные небольшие роющие грызуны, которые известны своим долгожительством и устойчивостью к онкологическим заболеваниям. Чтобы выяснить, насколько они устойчивы к кислородному голоданию, ученые из США и Канады поместили голых землекопов вместе с обычными мышами в бескислородную камеру. Все животные быстро потеряли сознание, но мыши умирали, пробыв без кислорода меньше минуты, а голые землекопы, даже пробыв без кислорода 18 минут, полностью восстановились, когда им дали возможность дышать нормальным воздухом.

Такая выносливость может объясняться особенностями у этих животных процесса гликолиза, извлечения энергии в виде молекул АТФ в ходе расщепления глюкозы. Гликолиз может идти как в присутствии кислорода, так и без него, но в отсутствие кислорода первые стадии гликолиза ингибируются побочными продуктами, и производство энергии АТФ прекращается. Запасы энергии, особенно в мозге, истощаются быстро, и клетки начинают умирать.

Голые землекопы, похоже, научились в отсутствие кислорода переходить с глюкозы на другой вид «топлива» – фруктозу. Об этом говорит резко повышенный в их крови уровень фруктозы и сахарозы (молекулы, состоящей из фруктозы и глюкозы), уровень белка-переносчика фруктозы в клетку – молекулы GLUT5 и уровень фермента, который модифицирует фруктозу так, что она может встроиться в гликолиз вместо глюкозы. При этом фруктоза встраивается «ниже по течению», «обходя» реакции, которые ингибируются, и производство энергии АТФ может продолжаться в отсутствие кислорода. Этого недостаточно для полноценной жизнедеятельности: без кислорода невозможен следующий после гликолиза этап получения энергии АТФ. Но, видимо, этого хватает, чтобы переждать кризис, либо достаточно для компенсации не слишком сильного, но регулярного недостатка кислорода: голые землекопы живут скученно в подземных норах, где кислорода может не хватать часто.

Пока непонятно, в какой степени для выживания голых землекопов без кислорода важен переход гликолиза на фруктозу, а в какой – другие механизмы, такие как замедление обмена веществ: например, сердцебиение в бескислородных условиях у них замедляется с 200 до 50 ударов в минуту. Если измененный гликолиз играет основную роль, можно думать о том, как позаимствовать у природы эту идею, чтобы помогать людям при инсультах и инфарктах, искусственно активируя «фруктозный» путь гликолиза. Это даст «потерпевшему» органу лишнее время, за которое можно успеть сделать для его спасения больше, чем зачастую удается.

Фото: https://www.flickr.com Изменен размер картинки

Подготовила Мария Перепечаева

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!

comments powered by HyperComments