Хомячки превращают скорпионий яд в обезболивающее
Крайне болезненные и потенциально смертельные укусы древесных скорпионов (Centruroides) беспокоят скорпионовых хомячков (Onychomys) не больше царапины. Грызуны легко и азартно убивают и пожирают свою добычу. Если скорпион успевает ужалить, хомячки быстро оближут лапку и сновасхватятся за добычу.
Причина такой нечувствительности к боли – в том, что яд скорпиона воздействует на организм грызунов не как раздражитель, а как болеутоляющее средство.
«Этот яд убивает других млекопитающих того же размера. А скорпионовы хомячки в ходе эволюции научились действовать в духе боевых искусств – обращать главную силу врага против него самого», - рассказываете биолог Эшли Роу (Ashlee Rowe), ведущий автор исследования.
Ученые собрали в пустыни несколько особей обоих видов, и сделали в лапки хомячков инъекции яда (в небольших дозах) и, для сравнения, безвредного солевого раствора. К их удивлению, грызуны больше облизывали лапки (типичная реакция на яд) после ввода раствора.
«Это выглядело совершенно нелепо. Яд должен был причинит больше боли, чем физиологический раствор. А оказалось наоборот. Тогда мы подумали, что токсин для хомячков работает как анальгетик. Это странная гипотеза, но мы всё равно решили ее проверить», - рассказывает соавтор исследования Харольд Зэкон (Harold Zakon), профессор нейрофизиологии Университета Техаса в Остине.
Роу и Зэкон обнаружили, что яд древесных скорпионов становится в организме хомячков болеутоляющим средством за счет того, что связывается с натриевыми каналами в болевых нейронах млекопитающих, не давая им послать сигнал о боли в мозг.
У болевых нейронов имеется два типа натриевых каналов (Nav1.7 и Nav1.8). Когда токсины связываются с каналами Nav1.7, те открываются, натрий попадает внутрь, и нейрон боли «выстреливает».
Секвенировав гены, отвечающие за каналы обоих типов в организме хомячков, ученые увидели, что аминокислоты канала Nav1,8 у скорпионовых хомячков – иные, чем у других млекопитающих, чувствительных к яду древесного скорпиона (мышей, крыс и человека, например). У мышей аминокислота под номером 859 – глутаминовая кислота, под номером 862 – глутамин. У хомячков – наоборот. Вот и всё, что нужно, чтобы блокировать канал Nav1,8 и подавить болевую реакцию.
«Невероятно, но замена одной-единственной аминокислоты полностью меняет поведение яда и блокирует канал!», - говорит Зэкон.
Однако скорпионовые хомячки еще не открыли все тайны своей стойкости. «Мы узнали точную область канала, где блокируется яд, и участвующие в этом аминокислоты. Но там работают еще какие-то механизмы. Ими я и планирую заняться», - заявила Роу.
Но ученые также заметили, что некоторые скорпионы – особенно в районах, изобилующих их врагами-хомячками – вырабатывают более сильнодействующий яд. «Вполне может быть, что между видами продолжается гонка вооружений», - рассказывает биолог.
Сопротивляемость к ядам жертв отмечена еще у некоторых видов млекопитающих. Мангусту, например, нипочём яд кобры. А глаза голых землекопов не болят от углекислого газа, накапливающегося в их подземных норах.
Данные исследования представлены в журнале Science.
По материалам пресс-релиза университета и National Geographic.
Артём Космарский nauka21vek.ru