Ядовитые животные разработали целый ряд уловок, позволяющих избежать аутоинтоксикации.

Одними из самых ядовитых животных в мире являются маленькие разноцветные лягушки, называемые древолазами, из семейства Dendrobatidae, обитающие в тропических лесах Центральной и Южной Америки. Одна такая лягушка способна нести достаточно яда, чтобы убить 10 взрослых людей. Интересным же является тот факт, что данные лягушки не рождаются ядовитыми — они получают своё ядовитое вещество, поедая насекомых и других членистоногих.

Почему ядовитые существа не погибают от собственных токсинов?Изображение: Ronald Patrick via Getty Images

Но если этот яд настолько смертоносен, почему лягушки не умирают, когда проглатывают его?

Способность этих лягушек избегать аутоинтоксикации долгое время озадачивала учёных, рассказал Фаял Абдеремане-Али (Fayal Abderemane-Ali), исследователь из Института сердечно-сосудистых исследований Калифорнийского университета в Сан-Франциско и ведущий автор нового исследования в Journal of General Physiology, в котором исследуется этот феномен.

В новой статье учёные изучали ядовитых лягушек из рода Phyllobates, которые используют токсин под названием батрахотоксин, который работает, нарушая транспортировку ионов натрия в клетки и из них — одну из наиболее важных физиологических функций организма. Когда ваш мозг посылает сигналы телу, он посылает их посредством электричества. Эти сигналы передают инструкции частям тела, например, вашим конечностям, чтобы они двигались, мышцам, чтобы заставить их сокращаться, и сердцу, чтобы заставить его работать. Эти электрические сигналы становятся возможными благодаря потоку положительно заряженных ионов, например натрия, в отрицательно заряженные клетки. Ионы входят в клетки и выходят из них через белковые двери, называемые ионными каналами. Когда эти ионные каналы нарушены, электрические сигналы не могут проходить через тело.

Батрахотоксин заставляет ионные каналы оставаться открытыми, что приводит к свободно текущему потоку положительно заряженных ионов в клетки, сказал Абдеремане-Али Live Science. Если они не могут закрыться, вся система теряет способность передавать электрические сигналы.

«Нам нужно, чтобы эти каналы открывались и закрывались для выработки электричества, которое управляет нашим мозгом или сердечными мышцами», — сказал Абдеремане-Али.

Если же каналы просто останутся открытыми, не будет ни сердечной деятельности, ни нейронной активности, ни сократительной активности.

По сути, если вы проглотите одну из этих лягушек, вы умрёте, причём сделаете это почти сразу.

Так как же этим лягушкам и другим ядовитым существам удаётся избегать такой же участи?

По словам Абдеремане-Али, есть три стратегии, которые используют ядовитые животные для остановки аутоинтоксикации. Чаще всего возникает генетическая мутация, которая слегка изменяет форму белка-мишени токсина — дверей для ионов натрия, — так что он больше не может связываться с белком. Например, разновидность ядовитой лягушки Dendrobates tinctorius azureus несёт в себе токсин под названием эпибатидин, который имитирует полезный сигнальный химикат под названием ацетилхолин. Согласно исследованию 2017 года, опубликованному в журнале Science, у этих лягушек в рецепторах ацетилхолина развилась адаптация, которая немного изменила форму этих рецепторов, сделав их устойчивыми к токсину.

Ещё одна стратегия, которую используют ядовитые создания, — это способность полностью избавляться от токсина из организма, говорит Абдеремане-Али. Этот процесс не обязательно совпадает с предотвращением аутоинтоксикации, это просто ещё один способ избежать отравления животными продуктами, которые они поедают.

Третья стратегия называется «секвестрация».

«У животного разовьются системы для улавливания [или] впитывания токсина, чтобы убедиться, что он не создаёт проблем для животного», — продолжил Адберемане-Али.

В исследовании Адберемане-Али он клонировал ионно-натриевые каналы лягушек Phyllobates и лечил их токсином. Он был удивлён, увидев, что ионно-натриевые каналы были не устойчивы к токсину.

«Эти животные должны быть мертвы», — сказал Абдеремане-Али.

Поскольку натрий-ионные каналы лягушек не сопротивлялись разрушительному воздействию токсина, лягушки не смогли бы выжить с этим токсином в своих телах.

Основываясь на этих результатах, Абдереман-Али подозревает, что эти лягушки, скорее всего, используют стратегию секвестрации, позволяющую избегать аутоинтоксикации, используя то, что он называет «белковой губкой». Лягушки, вероятно, производят белок, который может поглощать токсин и удерживать его, а это означает, что токсин не имеет возможности достигать этих уязвимых белковых каналов.

По словам Абдеремане-Али, американские лягушки-быки (Rana catesbeiana) также используют секвестрацию. Эти лягушки производят белок, называемый саксифилином, который может связываться с токсином сакситоксина и блокировать его. В настоящее время саксифилин изучается как потенциальное решение для нейтрализации токсинов, попавших в нашу систему водоснабжения в результате вредоносного цветения водорослей.


Понравилось? Поделитесь с друзьями!

Комментарии

- комментариев