Понимание того, как это делают животные, может привести к лечению пациентов, страдающих кислородным голоданием, например, сердечными приступами и инсультами.«Это лишь последнее замечательное открытие голого землекопа — хладнокровного млекопитающего, которое живет на десятилетия дольше, чем другие грызуны, редко болеет раком и не испытывает многих видов боли», — говорит Томас Парк, профессор биологических наук в Университете Иллинойса в Чикаго, который возглавлял международную группу исследователей из UIC, Института Макса Дельбрука в Берлине и Университета Претории в Южной Африке.
У людей, лабораторных мышей и всех других известных млекопитающих, когда клетки мозга испытывают недостаток кислорода, они теряют энергию и начинают умирать.Но у голых землекопов есть подспорье: клетки их мозга начинают сжигать фруктозу, которая анаэробно вырабатывает энергию посредством метаболического пути, который используется только растениями — по крайней мере, так думали ученые.
В новом исследовании исследователи подвергли голых землекопов воздействию условий с низким содержанием кислорода в лаборатории и обнаружили, что они выделяют большое количество фруктозы в кровоток. Ученые обнаружили, что фруктоза переносится в клетки мозга с помощью молекулярных фруктозных насосов, которые у всех других млекопитающих обнаруживаются только на клетках кишечника.«Голый землекоп просто перестроил некоторые основные строительные блоки метаболизма, чтобы сделать его сверхустойчивым к условиям с низким содержанием кислорода», — сказал Парк, который изучал этот странный вид в течение 18 лет.По словам Пак, при достаточно низком уровне кислорода, чтобы убить человека за считанные минуты, голый землекоп может прожить не менее пяти часов.
Они переходят в состояние анабиоза, сокращая свои движения и резко замедляя пульс и частоту дыхания для экономии энергии. И они начинают употреблять фруктозу, пока кислород снова не станет доступным.Голый землекоп — единственное известное млекопитающее, которое использует анабиоз, чтобы пережить кислородное голодание.
Ученые также показали, что голые землекопы защищены от еще одного смертельного аспекта низкого содержания кислорода — скопления жидкости в легких, называемого отеком легких, от которого страдают альпинисты на большой высоте.Ученые считают, что необычный метаболизм голых землекопов — это приспособление к жизни в их бедных кислородом норах. В отличие от других подземных млекопитающих, голые землекопы живут в условиях перенаселения, заполненных сотнями спарившихся по колонии.
Поскольку так много животных живут вместе в непроветриваемых туннелях, запасы кислорода быстро истощаются.