Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

«Дышите – не дышите»

19.04.2010 Наука и жизнь

Обнажённые землекопы выдерживают без кислорода восемнадцать мин..

Обнажённых землекопов тяжело назвать обаятельными существами, но у экспертов они пользуются огромной популярностью. Во-первых, эти грызуны живут весьма долго: обнажённый землекоп может прожить 28–31 год, что вдесятеро продолжительнее, чем живет простая крыса. Во-вторых, они не болеют злокачественными опухолями.

В-третьих, они нечувствительны к некоторым видам боли.

Обнажённый землекоп. (Фото: Pierson Hill / Flickr.com.) Схема гликолиза, начинающаяся с глюкозы (Glucose) и заканчивающаяся пируватом (Pyruvate). (Иллюстрация: Wikipedia.) ‹ ›

Имеется у землекопов еще одно необыкновенное свойство – они легко переносят дефицит кислорода. Причем «дефицит» – еще слабо сообщено: в статье в Science говорится, что они смогут выдерживать без кислорода целых восемнадцать мин.. Простая мышь, которая по размерам приблизительно такая же, как и землекоп, погибает без кислорода весьма скоро, всего за одну 60 секунд.

Землекопы же теряют сознание, их сердечный ритм замедляется с 200 ударов в 60 секунд до 50, но позже, в то время, когда кислород опять появляется, они приходят в себя, причем затем у них нет никаких непоправимых физиологических трансформаций.«Дышите – не дышите»

Гэри Льюин (Gary Lewin) из Центра молекулярной медицины Макса Дельбрюка, в далеком прошлом изучающий землекопов, и его коллеги из Иллинойсского университета в Чикаго и последовательности вторых научных центров узнали, что обходиться минимумом кислорода землекопы смогут благодаря необычному химическому фокусу.

Как мы знаем, кислород нужен чтобы получить энергию. Главным источником энергии помогает глюкоза; в случае если ее мало, печень сделает ее из аминокислот либо из глицерина (что, со своей стороны, возможно взять из жиров-триглицеридов). В то время, когда клетка расщепляет молекулу глюкозы, дабы извлечь содержащуюся в ее химических связях энергию, то глюкоза сперва проходит через долгую цепочку химических реакций, именуемую гликолизом.

На этом этапе глюкоза расщепляется до остатка пировиноградной кислоты, либо пирувата. В случае если кислород имеется, то пируват отправляется в цикл Кребса, где посредством огромного количества и кислорода ферментов окисляется до углекислого газа.

В случае если же кислорода нет, то пировиноградная кислота, появившаяся в следствии гликолиза, преобразовывается в молочную кислоту, либо лактат. Молочная кислота подавляет реакции гликолиза, так что в бескислородных условиях клетка скоро погибает – ее химическая фабрика по производству энергии останавливается. Кое-какие микробы, приспособившиеся жить в анаэробных, другими словами бескислородных, условиях, нашли тут различные обходные дороги, но простая, «среднестатистическая» животная клетка без кислорода не выживет – ее задушат продукты гликолиза.

Фокус же обнажённых землекопов пребывает в следующем. Исследователи обратили внимание на то, что в крови у грызунов, каковые перенесли дефицит кислорода, быстро повышен уровень двух сахарозы: и углеводов фруктозы (чья молекула складывается из фруктозы и глюкозы). Иначе, в отличие от других млекопитающих, у обнажённых землекопов выяснилось очень большое количество транспортного белка GLUT5, что занимается именно тем, что переносит фруктозу в клетки.

Фруктоза может войти в реакции гликолиза, но перед этим с ней необходимо выполнить определенные манипуляции посредством особого фермента, которого у землекопов также выяснилось много.

Гликолитическое расщепление углеводов – это долгая цепочка реакций, и молочная кислота подавляет начальные ее стадии. Но фруктоза входит в цепочку гликолиза не в начале, а на более поздних стадиях – ферменты этих поздних стадий в полной мере смогут трудиться, не обращая внимания на молочную кислоту. Иными словами, обнажённые землекопы энергетический ресурс на тот, которым возможно пользоваться в бескислородных условиях.

В целом гликолиз сам по себе дает не через чур много энергии, и без остальных этапов энергетического окисления животные обойтись не в состоянии, но пережить критические условия на одном лишь гликолизе в полной мере возможно.

Очевидно, в природе землекопы вряд ли сталкиваются с полным отсутствием кислорода. Но живут они громадными подземными колониями в пара десятков а также сотен особей, и на поверхность практически не выходят. На глубине двух метров, где грызуны в большинстве случаев строят гнезда и свои туннели, кислорода не так уж большое количество, в особенности, в случае если учесть, сколько особей приходится на одно гнездо. Так что химическая уловка с фруктозой выясняется для землекопов весьма кстати. (На всякий случай уточним, что у любых животных фруктоза может поступать в гликолитические реакции, но лишь землекопы «додумались» до того, дабы спасаться от кислородного голодания, накачивая гликолиз фруктозой.)

На Земле имеется и другие виды, которым приходится сталкиваться с недочётом кислорода, но в таких случаях речь заходит или о том, дабы делать кислородные запасы, или как-то временно нейтрализовать молочную кислоту – до той поры, в то время, когда кислорода опять станет большое количество, и лактат возможно будет нормально утилизировать. Землекопы с их переходом на другой сахар в этом смысле были неповторимы.

Быть может, в возможности их «ноу-хау» возможно будет применять в медицине; к примеру, переход на фруктозный гликолиз имел возможность бы поддержать жизнеспособность клеток мозга либо сердца на протяжении инфаркта – вопрос лишь в том, как активировать соответствующие процессы в тканях человека.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: жизнь и Наука (nkj.ru)

Случайные записи:

Маша и Медведь — Дышите! Не Дышите! (Трейлер)


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,