Голые землекопы: новые исследования нейробиологов
Голые землекопы, несмотря на отвратительный внешний вид, оказались весьма полезны для биомедицинских исследований. Они живут в 10 раз дольше обычных лабораторных мышей, на удивление устойчивы к раковым заболеваниям и не чувствуют боли от травм и воспалений. Теперь ученые выяснили, в чем же заключается секрет такой поразительной выносливости у слепых грызунов. Гарольд Закон, эволюционный нейробиолог из Техасского университета, хоть и не принимал участие в самой работе, но преисполнен уверенности в том, что полученные знания можно применять и для того, чтобы помочь людям справиться с болевым шоком.
Голые землекопы живут под землей большими колониями, структура которых напоминает пчелиные ульи, где сотни работников обслуживают королеву и нескольких ее приближенных. Чтобы выжить, грызуны роют километровые тоннели в поисках подземных клубней и других источников питательных веществ. Работа эта до того тяжелая, что для экономии энергии землекопы-добытчики отказались от механизма регуляции температуры тела и могут обитать в среде с низким содержанием кислорода и наоборот, с высоким процентом углекислого газа в воздухе, что для человека закончилось бы мучительной смертью от удушья.
Гэри Левин, невролог из Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка в Берлине, начал работать с грызунами еще в 2008 году. Тогда ученый обнаружил, что голые землекопы не чувствуют боли, когда вступают в контакт с кислотой и не так чувствительны к перегреву тканей, как другие млекопитающие. Исследования продолжаются до сих пор, и постепенно становится ясно, что хоть грызуны и отличаются от мышей и крыс, работа лишь с одной самкой, способной рожать молодняк приводит к постоянному недостатку испытуемых. Поэтому вместо того, чтобы изучать отдельных особей, Гэри изолировал одиночные нервные клетки и исследовал их, чтобы понять основные принципы работы сниженной чувствительности грызунов. Реакция начинается тогда, когда вещество под названием «фактор роста нервов» высвобождается из травмированных или воспаленных клеток. После этого он связывается с белком на поверхности болевых рецепторов, т.н. TrkA, который и ретранслирует сигнал «боль» по всей клетке. У нас и у прочих млекопитающих это сообщение увеличивает активность молекулярных пор, ионного канала TRPV1, в результате чего клетка становится более чувствительна к температурным и механическим воздействиям.
Но у землекопов все работает иначе. Обнаружилось, что последовательность аминокислот в белковой структуре их рецепторов отличается от аналогичной у, к примеру, крыс. Именно эта разница и приводила к тому, что ретрансляция болевого сигнала в их клетках была в разы слабее, чем у остальных млекопитающих. Подобные дефекты встречаются и у людей. По словам Клиффорда Вульфа, нейробиолога из Гарвардской медицинской школы, это не столько преимущество, сколько катастрофа: если тело не может своевременно определить поврежденный участок, то и ответная реакция на возникший дефект будет замедленной. У землекопов же нервная система специально регрессировала так, чтобы ее уровень нервных клеток был сниженным — ведь в жестких условиях излишняя чувствительность будет только помехой, мешающей организму выживать и сохранять энергию.
Как бы то ни было, эти исследования пролили много света на то, как формируются болевые реакции в организме млекопитающих. Ученые говорят, что в случае дальнейшего развития этой отрасли нейробиологии можно будет разработать терапию, которая будет подавлять фактор роста нервов и ограничивать последствия от тяжелых заболеваний и ампутаций.