• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
545
Потребность в углекислом газе вынуждает голых землекопов поддерживать самоизоляцию
Биология
Голые землекопы (Heterocephalus glaber)

Потребность в углекислом газе вынуждает голых землекопов поддерживать самоизоляцию

Африканские голые землекопы – настоящие рекордсмены по здоровью среди животных, причем в многоборье. Эти небольшие норные грызуны живут более трех десятков лет, не старея и не поддаваясь раковым, сердечно-сосудистым и нейродегенеративным заболеваниям. А недавно выяснилось, что для нормальной работы мозга им жизненно необходим … углекислый газ

Голый землекоп (Heterocephalus glaber) – уникум среди животных, в первую очередь благодаря своему долгожительству: если бы мы имели аналогичную продолжительность жизни, то, с учетом разницы в наших размерах с голым землекопом, жили бы по 600 лет. А еще эти грызуны оказались очень устойчивы к нехватке кислорода, без которого, как известно, жизни нет. Так, в бескислородных условиях мозг человека гибнет через 10–15 минут, мыши держатся всего минуту, а эти «супергрызуны» – 18 (!) минут, после чего полностью восстанавливаются. 

Свойство это не покажется таким удивительным, если обратиться к образу жизни животных. Колонии голых землекопов фактически представляют собой единый «суперорганизм», как у пчел и термитов. Семья, включающая «царицу»-матку, ее «мужей» и многочисленных рабочих особей, занятых добычей еды и другой полезной деятельностью, обитает в довольно тесном подземном гнезде. Такой образ жизни связан с существенными ограничениями. В плотно населенных туннелях доступ к кислороду ограничен. Хотя состав воздуха в малонаселенных участках подземных обиталищ голых землекопов показывает лишь незначительно повышенный уровень СО2, из ряда экспериментальных исследований ясно, что эти животные адаптированы к высокой концентрации углекислоты.

Недавно ученые из США и Финляндии изучили в условиях лаборатории поведенческие и физиологические реакции голых землекопов на разные условия – в гнезде и «на поверхности» при «африканской» температуре до 42 °C. Оказалось, что в гнезде колонисты предпочитали проводить большую часть времени в местах, наиболее богатых углекислым газом. Зато, находясь на «поверхности», они демонстрировали повышенную двигательную активность, завершающуюся судорогами – последствие так называемого гипокапнического алкалоза, сдвига в кислотно-щелочном балансе крови. 

По-видимому, это состояние аналогично фебрильным судорогам, которые возникают при высокой температуре у маленьких детей, а также у мышат и крысят (кстати, известно, что из-за «тепличных» условий проживания сами голые землекопы не сильны в регуляции температуры своего тела). Эту судорожную активность объясняют «недозрелостью» процессов торможения в головном мозге, которые опосредуются нейромедиатором гамма-аминомасляной кислотой (ГАМК). В результате нейроны не могут работать согласованно и перевозбуждаются.

Известно, что у человека склонность к развитию такого состояния связана с вариантом гена KCC2, отвечающего за вывод из клетки ионов хлора. При недостаточно активной работе белка KCC2 хлор накапливается внутри клетки, нарушая тормозящее действие нейромедиатора ГАМК. В результате могут развиваться не только судороги, но и эпилепсия, аутизм и шизофрения. 

У голых землекопов обнаружилась такая же мутация гена KCC2, а подобная ей – у африканских грызунов дамарских пескороев с аналогичным образом жизни. 

Ученые считают, что мозговые нарушения, возникающие у голых землекопов на «свободе», сами по себе служат уникальной адаптацией к их образу жизни. Она буквально заставляет этих животных возвращаться в свое подземное гнездо, где душный и спертый по нашим меркам воздух, с высоким содержанием углекислого газа, восстанавливает нормальное функционирование их нервной системы, а заодно и поддерживает специфическое социальное устройство сообщества. 

Результаты этой работы интересны не только сами по себе, но и тем, что их можно использовать для улучшения состояния людей с патологиями, обусловленными мутацией в гене KCC2.

Фото: https://www.flickr.com

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!