Объяснена неуязвимость голых землекопов к инфарктам
Ученые Лондонского университета королевы Марии обнаружили, что у голых землекопов Heterocephalus glaber есть уникальные адаптации, которые объясняют неуязвимость этих животных к болезням сердца, в том числе инфарктам. Результаты исследования опубликованы в журнале Nature Communications.
Биологи проанализировали образцы тканей сердца голого землекопа и сравнили их с образцами, полученными от других видов землекопов, а также от более эволюционно далеких млекопитающих, таких как златокротовые и лабораторные мыши. Оказалось, что у H.glaber в клетках сердца экспрессируется уникальный набор генов, контролирующий метаболизм сахара и защищающий ткани сердца от повреждения.
Так, в сердечных клетках возникает резерв, который тратится на производство энергии в виде АТФ при окклюзии кровеносных сосудов во время ишемии. Тем самым у животных возникает устойчивость к недостатку кислорода и уменьшается степень повреждения сердечных тканей.
Важную роль в этом механизме играет фактор 1-альфа (HIF-1α). Эта молекула участвует в регуляции метаболизма при гипоксии, контролируя экспрессию более 60 генов. Известно, что она обеспечивает выживание раковых клеток, которые часто страдают от дефицита кислорода, и вызывает формирование новых кровеносных сосудов. Кроме того, показана ее роль в омоложении тканей, заживлении и регенерации периферических нервов.
У голых землекопов имеются мутации, которые способствуют повышенной активности HIF-1α даже при нормальном уровне кислорода. В то же время другие связанные с гипоксией гены подавлены, что указывает на адаптацию H.glaber к низкокислородным условиям.
Еще одним защитным механизмом является подавление производства сукцината. Ишемия и гипоксия у людей приводит к увеличению уровня сукцината в тканях сердца, который, в свою очередь, вызывает всплеск образования кислородных радикалов, когда кровообращение восстанавливается. Это известно под названием реперфузионного синдрома, при котором происходит воспаление тканей и гибель клеток в результате окисления. Однако в тканях сердца голых землекопов, подверженных ишемии, сукцинат остается на низком уровне, и они не страдают от окислительного стресса.
Голые землекопы известны высокой продолжительностью жизни для животных их размера, которая оценивается в 37 лет. Они также толерантны к гипоксии и редко страдают от сердечно-сосудистых заболеваний и рака. Еще одним уникальным свойством этих животных является эусоциальный образ жизни, напоминающий таковой у общественных насекомых (муравьи, пчелы, термиты), когда большинство особей отказываются от размножения и становятся рабочими.