Ein internationales Wissenschaftlerteam hat herausgefunden, dass sich nackte Maulwurfsratten in "Pflanzen" verwandeln können, die unter Bedingungen überleben, die für viele andere Tiere tödlich sind. "Lenta.ru" erzählt, wie diese seltsamen Säugetiere, die Insekten ähneln, es schaffen, ihren Stoffwechsel zu verändern und einer sauerstofffreien Umgebung standzuhalten.
Haarlose Maulwurfsratten (Heterocephalus glaber) sind afrikanische Tiere, die in gewisser Weise eher Insekten als Säugetieren ähneln. Wie Ameisen und Bienen bilden sie eusoziale Kolonien mit einer produktiven Königin und sterilen Arbeitern. Diese kaltblütigen und fast blinden Nagetiere graben unterirdische Tunnel, deren Gesamtlänge mehrere Kilometer beträgt. Passagen verbinden lebende Zellen, Lagerräume und Latrinen. Tiere kommunizieren über Tonsignale miteinander, ihre "Sprache" ist reicher als die anderer Nagetierarten.
Viele haben gehört, dass nackte Maulwurfsratten keinen Krebs bekommen. In der Tat ist dies nicht ganz richtig: In ihnen bilden sich bösartige Tumoren, aber dies kommt selten vor. Zum ersten Mal wurde Krebs in H. glabe letztes Jahr von amerikanischen Wissenschaftlern entdeckt - zwei Fälle der Krankheit wurden im National Zoo in Washington und im Brookfield Zoo in Illinois gemeldet. Dies gab Wissenschaftlern die Information, dass nackte Maulwurfsratten nicht hundertprozentig vor Karzinogenese geschützt sind, obwohl angenommen wird, dass es der Inhalt in Gefangenschaft war, der die Entwicklung gefährlicher Neoplasien provozierte.
Laut einigen Forschern ist die Resistenz gegen Krebs bei diesen unterirdischen Nagetieren auf ihren Lebensstil zurückzuführen. Tatsache ist, dass nackte Maulwurfsratten in einer Umgebung mit einem relativ niedrigen Sauerstoffgehalt (2-9 Prozent) leben, während Menschen Luft mit einem Sauerstoffgehalt von 21 Prozent atmen. Dies sollte irgendwie den Antitumorschutz aktivieren, obwohl es noch keine Bestätigung für diese Hypothese gibt.
Die Hypoxie, in der nackte Maulwurfsratten leben, ist jedoch für eine weitere ungewöhnliche Eigenschaft dieser Tiere verantwortlich. Ihre Haut ist unempfindlich gegenüber der Säure und der brennenden Substanz Capsaicin (in Pfeffer enthalten). Warum brauchen Tiere eine solche Anpassung, die fast nie an die Oberfläche kommt? Tatsache ist, dass sich Kohlendioxid in den unterirdischen Gängen ansammelt. Wenn es sich in Wasser löst, bildet sich Kohlensäure, die bei Nagetieren auf feuchten Schleimhäuten zu Verbrennungen führen kann. Um unter solchen Bedingungen bequem zu leben, verliert H.glabe teilweise die Schmerzempfindlichkeit ("Lenta.ru" schrieb darüber).
Nackte Maulwurfsratten können über lange Zeiträume hohen Kohlendioxidkonzentrationen standhalten. Sie reagieren in keiner Weise, wenn das CO2 im Loch 7 bis 10 Prozent erreicht. Versuchen Sie nicht, an Orte zu gelangen, die mit Sauerstoff gesättigter sind. Sie haben keine Anzeichen von Lungenhyperventilation und Gewebsazidose. Sie überleben fünf Stunden, selbst wenn die Kohlendioxidkonzentration 80 Prozent beträgt (die Sauerstoffkonzentration 20 Prozent).
Foto: Thomas Park / UIC
Wie können nackte Maulwurfsratten unter der Erde überleben, wo es so wenig Sauerstoff gibt? Tatsächlich sehen diese Nagetiere nicht nur wie Insekten aus, sondern auch wie Pflanzen. Unter Bedingungen eines O2-Mangels verändern blinde Säugetiere ihren Stoffwechsel, indem sie beginnen, Fructose anaerob abzubauen. Dieser Prozess produziert genug Energie für Gehirnzellen, um ihren Tod zu verhindern.
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Wissenschaftler platzierten nackte Maulwurfsratten in atmosphärischen Kammern und stellten hypoxische Bedingungen wieder her. Die Sauerstoffkonzentration betrug fünf Prozent. Unterirdische Nagetiere zeigten fünf Stunden lang eine gute Leistung, und normale Mäuse (Mus musculus) starben in weniger als 15 Minuten. Aber die Forscher hörten hier nicht auf. Sie beraubten die Sauerstoffkammer vollständig, wodurch die Mäuse nicht einmal eine Minute stehen konnten. Die nackten Maulwurfsratten verloren nach 30 Sekunden das Bewusstsein, aber die Atemversuche dauerten einige Minuten. Schließlich hörte die Atmung auf, aber sobald sie in Raumbedingungen überführt wurden, belebte sich H.glabe wieder und zeigte keine Anzeichen einer Hirnschädigung. Die Nagetiere überlebten nach 18 Minuten in einer völlig sauerstofffreien Umgebung.
Foto: Public Domain / Wikimedia
Wissenschaftler haben herausgefunden, dass bei längerer Hypoxie große Mengen an Fructose und Saccharose (ein Disaccharid, das Fructose enthält) in das Blut von Tieren gelangen. Kohlenhydrate gelangen mit molekularen Pumpen, die bisher nur im Darm anderer Säugetiere gefunden wurden, in die Gehirnzellen von Nagetieren. Fruktose wird durch einen Prozess namens Glykolyse metabolisiert, an dem normalerweise Glukose beteiligt ist.
Glucose kann jedoch nicht verwendet werden, da für eine der Stufen der Glykolyse ein aktives Enzym namens Phosphofructokinase-1 erforderlich ist. Seine Funktion hängt vom Energiezustand der Zelle ab, die ohne Sauerstoff stark beeinträchtigt ist. Infolgedessen stoppt der gesamte Glykolysezyklus und die Zelle verliert vollständig die Fähigkeit, die für das Leben notwendige Energie zu produzieren. Mit Fruktose können Sie diese Barriere umgehen. Dies erzeugt Laktat (Milchsäure) und die Energieerzeugung erfolgt, wenn auch in geringen Mengen, mit hoher Geschwindigkeit.
Diese Fähigkeit, den Stoffwechsel umzuschalten, um unter rauen Bedingungen zu überleben, ist bei Pflanzen üblich, bei Säugetieren jedoch nicht, so die Forscher.
Die Wissenschaftler hoffen, dass ihre Entdeckung zur Entwicklung neuer Methoden führen wird, um Schäden am Herzgewebe aufgrund von Hypoxie im Zusammenhang mit koronaren Herzerkrankungen zu verhindern.
Alexander Enikeev
