Оскал вечной молодости

Не болит и не чешется

С точки зрения медицины голые землекопы – уникальные создания. Они обладают таким широким набором суперспособностей, что изучать их ученым предстоит еще не одно десятилетие. Например, эти маленькие грызуны, обитающие в Восточной Африке, совершенно нечувствительны к некоторым видам боли. Клетки их кожи лишены нейротрансмиттера, отвечающего за передачу болевых импульсов в ЦНС. Отсутствие этого вещества также позволяет голым землекопам не страдать от зуда, вызванного гистамином, иначе говоря, защищает их от аллергических реакций.

В ходе эволюции голые землекопы выработали нечувствительность к некоторым альгогенам – природным веществам, используемым растениями и насекомыми в качестве защитного оружия. Они не реагируют на капсаицин, придающий жгучую остроту перцу чили, хлористый водород и кислоту с pH менее 3,5. Такая адаптация является результатом тонких настроек в работе генов, кодирующих белки. Эти механизмы очень интересуют ученых, поскольку могут дать толчок к разработке новых лекарств. Например, сегодня в качестве мишеней для анальгетиков активно изучается рецептор фактора роста нервов (NGF), ионный канал TRPV1 и потенциал-управляемый натриевый канал Na V1.7, «неправильная» работа которых и делает голых землекопов нечувствительными к альгогенам.

Необычная миссия
При изучении социальной структуры колоний голых землекопов биологи обнаружили, что в каждой из них есть несколько особей, которые ничего не делают, а только едят и толстеют. Ученых это очень удивило, ведь с точки зрения эволюции содержание таких тунеядцев нецелесообразно. И только при внимательном наблюдении за жизнью животных в дикой природе удалось установить, что у ленивцев есть особая миссия. В сезон дождей они подползают к выходам из нор и затыкают их своими телами, спасая всю колонию от затопления. Это, кстати, очень опасная работа, поскольку толстые аппетитные попы, торчащие из земли наружу, привлекают хищников.

Жизнь без кислорода

Голые землекопы имеют очень необычный метаболизм. Они считаются единственными холоднокровными млекопитающими. Скорость обмена веществ у них почти на 50% ниже, чем у мышей, да и дышат они на 70% реже. Легкие у них развиты слабо, зато гемоглобин в их крови обладает высоким сродством к кислороду, что повышает эффективность каждого вдоха. Эти особенности делают голого землекопа, пожалуй, самым толерантным к гипоксии млекопитающим на планете. Это существо всю жизнь сохраняет способность сопротивляться нехватке кислорода, которая у человека присутствует только в самом начале жизни, при рождении. Голые землекопы способны прожить 18 минут в атмосфере с нулевым содержанием кислорода без повреждения нейронов. Правда, в течение этого периода животные теряют сознание, частота их сердечных сокращений падает примерно с 200 до 50 ударов в минуту, а дыхание практически останавливается. Но если содержание кислорода увеличивается хотя бы до 5% (норма 20%), африканские грызуны возвращаются к своей обычной деятельности. Для сравнения: мыши могут обходиться без кислорода не более минуты.

Секрет устойчивости африканских голых землекопов к гипоксии был раскрыт совсем недавно. Оказалось, что они способны переключать одну форму энергетического обмена на другую. Как известно, для получения энергии млекопитающие используют глюкозу, однако ее расщепление требует присутствия кислорода. Когда же его нет, организм голого землекопа использует фруктозу, для сжигания которой не нужен кислород. Мыши и люди также могут метаболизировать фруктозу, но очень ограниченным образом, например в кишечнике. А вот у голых землекопов есть механизмы и ферменты для экстренного использования фруктозы во всех органах, особенно в головном мозге и сердце.

С точки зрения медицины такие особенности – настоящая суперспособность. Если бы люди смогли позаимствовать умение «отключать» гликолиз, управляемый глюкозой, и использовать фруктозу в мозге в качестве источника лактата, то были бы надежно защищены от повреждений мозга в результате гипоксии при инсультах или остановках сердца.

Секрет долголетия голого землекопа

Огромный интерес голые землекопы представляют для социальных психологов. Это единственные на земле млекопитающие, живущие в организованных сообществах наподобие пчел или муравьев. В каждой колонии есть всего одна размножающаяся самка королева, которая спаривается с ограниченным кругом самцов. Остальные животные строго выполняют отведенные им роли: добывают еду, защищают колонию, роют туннели и пр.

Но, пожалуй, самая удивительная особенность этих зубастиков – их невероятное долголетие. В 1987 году в зоопарке Лондона была основана первая колония голых землекопов. Несколько лет спустя ученые заметили там нечто странное – грызуны не умирали.

В целом среди млекопитающих действует правило: чем больше размер животного, тем длиннее его жизнь. Стандартные лабораторные мыши весят около 35 г и живут 2–3 года. Голые землекопы размером с крота, теоретически они должны жить 5–6 лет, но на практике в неволе многим из них переваливало за 30 (самому старому лабораторному животному на сегодняшний день исполнилось 35 лет).

Интересно и то, что голые землекопы не имеют характерных признаков старения, не болеют возрастными заболеваниями и не теряют фертильность до конца жизни. По расчетам вероятность того, что такое животное умрет в возрасте одного года
или 25 лет, одинакова. Это идет вразрез со всем, что наука до сих пор знала о биологии млекопитающих. Закон Гомпертца нарушен!

Что же делает розовых грызунов невосприимчивыми к возрастному разрушению? Однозначного ответа на этот вопрос пока нет, но есть несколько любопытных версий. По одной из них причина долголетия землекопов – в очень высокой активности теломеразы – фермента, компенсирующего укорачивание теломер при каждом делении клеток. По другой – в необычной организации иммунной системы. По сравнению с мышами они имеют необычно высокое соотношение миелоидных клеток к лимфоидным. Ученые также обнаружили у них неописанное ранее подмножество гранулоцитарных клеток и отсутствие естественных клеток-киллеров. Возможно, именно эти особенности помогают предотвратить старение и защищают африканских грызунов от рака.

Еще одна суперспособность

Животные страдают от рака ничуть не меньше, чем люди. Обычно поврежденные или дефектные клетки разрушаются, но иногда они продолжают размножаться, что и приводит к появлению опухолей. Чем дольше живет организм, тем выше вероятность, что хотя бы одна его клетка подвергнется случайной мутации. Однако у голых землекопов с их невероятной продолжительностью жизни этого не происходит.

Ученые установили, что у них есть уникальная форма белка под названием гиалуронан, которая обладает противораковыми свойствами. К тому же эти маленькие «саблезубые сардельки» обладают способностью активно восстанавливать ДНК и имеют высокий уровень шаперонов – белков, которые помогают другим белкам правильно складываться. Другими словами, они способны очень быстро устранять клеточные мутации. Стареющие клетки голых кротов прекращают делиться, однако остаются работоспособными, т.е. не погибают вследствие апоптоза.

Изучение вечной молодости и крепкого здоровья голых землекопов только начинается. Ученые полны надежд, поскольку новые открытия здесь могут быть весьма многообещающими и для людей. Если бы нам удалось разгадать все секреты голых землекопов и освоить их суперспособности, мы бы никогда не старели, практически не болели и жили бы как минимум 350–400 лет.

Фото: wikipedia.org