Биологический процесс, через который они проходят, подобен тому, как дрожжи превращают сахар в спирт.
Африканский голый землекоп (Heterocephalus glaber) выглядит как восьмидесятилетняя колбаса с торчащими зубами. Эти грызуны, обитающие в основном на Африканском Роге, живут в подземных лабиринтах, служат правящей королеве и проводят большую часть дня, собирая семена и съедобные растения или роя сложные туннели своими торчащими передними зубами и мордой. Они живут десятками, а иногда и сотнями вместе, и только королева спаривается и вынашивает потомство. Таким образом, они действуют скорее как муравьи или пчелы, чем как млекопитающие.
Оказывается, эти безволосые чудовища являются научным чудом во многих отношениях. Например, они хладнокровны. Эти слепыши живут намного дольше, чем любой другой грызун, около 30 лет или около того. Голый землекоп не испытывает большинства видов боли и может даже помочь нам вылечить рак. Они его не развивают. Когда исследователи попытались посеять в них рак, они оказались устойчивыми.
Возможно, самое необычное в них то, что они могут долгое время выживать без кислорода. Теперь исследователи выяснили, почему. Оказывается, они заимствуют биохимический процесс у растений, согласно недавнему исследованию, опубликованному в журнале Science. Нейробиолог Томас Парк, исследователь из Университета Иллинойса в Чикаго, рассказал NPR, что он и его коллеги хотят знать, как долго голый землекоп может прожить без кислорода.
До сих пор оставалось загадкой, как голые землекопы выживают в среде с низким содержанием кислорода. Бернар Дюпон из Франции [CC BY-SA 2.0], Wikimedia Commons
Сначала они поместили четырех землекопов в камеру, имитирующую среду с низким содержанием кислорода, в которой мышь могла бы погибнуть примерно за 15 минут. Субъекты становились вялыми, но в остальном их это не беспокоило. Они были там в течение пяти часов без каких-либо проблем. Этот аспект их физиологии важен для их выживания, так как в дикой природе они проводят долгое время в туннелях, где очень мало кислорода. Причина, по которой они могут это делать, заключается в том, что в их крови есть нечто, называемое «липким гемоглобином», который, по словам Парка, может вытягивать больше кислорода из воздуха.
Затем этих же четырех землекопов поместили в среду с нулевым содержанием кислорода. Хотя они потеряли сознание примерно через 30 секунд, им удалось выжить до 18 минут. В это время их внутренние органы продолжали функционировать. Их сердца даже продолжали биться. Как только они возвращались в нормальный воздух, субъекты оживали в считанные секунды и возобновляли нормальную жизнь. Однако три слепыша, находившиеся в одной и той же среде в течение 30 минут, погибли. Кажется, даже у голых землекопов есть свои пределы. Тем не менее, выжить так долго, как они, неслыханно. Так как же они это сделали?
Большинству млекопитающих нужна глюкоза - сахар и кислород, чтобы обеспечить топливом свои клетки. Отключите кислород, и их клетки погибнут. Но голый землекоп может переключать передачи, производя, а затем переваривая фруктозу, растительный сахар. Фруктоза не требует кислорода для биологического использования. Биохимический процесс, через который они проходят, на самом деле очень похож на то, как дрожжи превращают сахар в спирт.
Так много голых землекопов, живущих в одном и том же районе, также могут высасывать большую часть кислорода. Бенни Мазур [CC BY 2.0], Wikimedia Commons
Обычно в среде с низким или нулевым содержанием кислорода в первую очередь умирает сердце. Но здесь, по словам Гэри Левина, голый землекоп впал в некое «анабиозное оживление». Он нейробиолог в Центре молекулярной медицины Макса Дельбрюка в Берлине. Левин был соавтором исследования. Специальные белки и ферменты в системе слепыша доставляют фруктозу к сердцу, мозгу и другим органам, позволяя ему продолжать потреблять и использовать энергию. Левин считает, что эта способность развилась из-за того, что эти грызуны часто собираются большими группами в подземных районах с низким содержанием кислорода.
Левин также считает, что другие животные могут иметь эту способность стазиса. Например, исследование, проведенное в 1960-х годах, показывает, что сурки могут выжить в условиях низкого содержания кислорода. Другой пример: рыбы и черепахи переносят долгие месяцы лишения кислорода зимой, впадая в спячку под замерзшими озерами. Мы можем наблюдать такие метаболические изменения и у людей. У людей, которые живут или работают в экстремальных условиях, например, на большой высоте или глубоко под водой, обмен веществ работает несколько иначе, чтобы лучше приспособиться к среде с высоким давлением.
Эти результаты могут помочь ученым разработать способ защиты пациентов, которые внезапно потеряли кислород в ключевых органах, таких как жертвы сердечного приступа или инсульта, помогая им избежать повреждения головного мозга во время инцидента. Во-первых, исследователи должны определить, откуда взялась фруктоза. Поскольку он не входит в рацион голого землекопа естественным образом, он, должно быть, каким-то образом вырабатывается их системой, процесс, который до сих пор наблюдался только у растений.