Кого можно назвать одним из самых известных классических монстров в литературе и кино? Конечно же Дракулу — графа из Трансильвании, сидящего на гемоглобиновой диете и страдающего от аллергии на солнечный свет и чеснок. Каким бы мифическим не казалось это существо, у него есть исторический прародитель — Влад III Цепеш. Человек он был вспыльчивый, не любил вранья и обожал сажать на кол своих врагов. Подобная кровавость и стала основной причиной приписать его к числу «адских отродий». Но в дикой природе, задолго до рождения Дракулы, уже давно существовало семейство, чье пристрастие к крови было реальностью, а не фольклорным вымыслом — вампировые летучие мыши.
Сейчас эти маленькие крылатые вампирчики не вызывают у нас первобытного страха, скорее наоборот, живейший интерес. Сегодня мы с вами ознакомимся с исследованием, в котором ученые изучили яд мышей-вампиров (да, мало того, что они кровь пьют, так еще и ядовиты, но не совсем буквально), который может стать фундаментом для разработки новых средств лечения различных заболеваний у человека. Почему ученые обратили свой пристальный взор именно на вампиров, что делает их столь особенными и как эти особенности можно применить в медицине — на эти и другие вопросы мы найдем ответы в докладе исследователей. Поехали.
Хироптерология (не путать с хиромантией)
Вампировые летучие мыши это даже не семейство, а подсемейство листоносых летучих мышей, получивших столь необычное название за счет наличия у большинства видов носового листка на мордочке.
Калифорнийский листонос.
Вампировые не могут похвастаться разнообразием и многочисленностью видов, их всего три: обыкновенные вампиры, белокрылые и мохноногие.
Милые мордашки: обыкновенный, белокрылый и мохноногий вампиры (слева направо).
Внешне мыши-вампиры также не внушают сильного страха (если конечно у вас нет хироптофобии): размер тела не более 9 см, вес — около 40 г, а размах крыльев — до 35 см. Это не идет ни в какое сравнение с летучей лисицей — другим представителем отряда рукокрылых (тело — 40 см, размах крыльев — 1.5 м). Спасибо большое эволюции, что эти гиганты питаются фруктами.
Милота: детеныш летучей лисицы.
Обитают вампировые в тропических и субтропических районах Центральной и Южной Америки. В дневное время они прячутся от солнца, а ночью бодрствуют. Стоит отметить, что самки вампировых очень заботливы, так как присматривают за своим детенышем (а приносит самка в год только одного) порядка 9 месяцев, дольше всех остальных видов летучих мышей.
Мы часто слышим про то, какие летучие мыши отличные ночные охотники — они ловкие летуны и обладают эхолокацией. Вампировые же ввиду своего необычного питания не нуждаются в мощном «радаре», но отлично слышат, определяя точное местонахождение спящей жертвы по ее дыханию. А еще они отлично бегают, развивая скорость до 1.2 км/ч.
Самой же яркой особенностью мышей-вампиров, как мы могли уже догадаться из названия, является их диета, именуемая гематофагией. Проще говоря, они питаются кровью других животных. Темной-темной ночью мышь-вампир, найдя спящую жертву, приземляется на нее или рядом, а потом «сканирует» своим инфракрасным датчиком — рецепторами, позволяющими определить участок на теле, где самая тонкая кожа и меньше всего шерсти, перьев или волос. Далее вампир прокусывает кожу своими острыми клыками, при этом укус практически неощутим для жертвы за счет анестетика в слюне.
Небольшой ролик о том, как летучие мыши-вампиры пьют кровь.
Пока резюме этого маленького паразита весьма смутное: пьет кровь, обладает инфракрасными рецепторами, атакует спящих, быстро бегает и еще и летает. Одного этого перечня достаточно, чтоб сценаристы и писатели начали творить очередные ужастики. Зато мыши-вампиры — отличные мамы и очень тактичны, ибо не тревожат сладкий сон своих жертв. Но шутки в сторону, ибо именно диета мышей-вампиров привлекла ученых, а точнее метод употребления пищи.
Слюна вампиров также содержит антикоагулирующие ферменты, предотвращающие свертывание крови. Ужин вампира длится не дольше получаса, а его укус на теле жертвы может кровоточить еще часов 8 именно за счет этих ферментов. После такого комары не кажутся столь надоедливыми, не правда ли?
Именно эти ферменты и их состав стали объектом внимания исследователей. Посему мы от зоологии перейдем к биохимии.
Основа исследования
Для начала стоит отметить, что в роли главного героя сего исследования выступил конкретный вид мышей-вампиров, а именно Desmondus rotundus (обыкновенный вампир).
Слюна обыкновенных вампиров (далее просто вампиров) содержит определенные вещества с антикоагулянтными свойствами, способствующими активации вазодилататорного эффекта, который сопровождается расширением кровеносных сосудов.
Изображение №1
Ученым удалось идентифицировать и проанализировать химическое соединение (вКГРП, где в — вампир) яда вампиров, которое по аминокислотной последовательности очень схоже с нейропептидом человека под названием кальцитонин ген-родственный пептид (КГРП). Этот пептид (вКГРП) во время экспериментов вызвал эндотелий-независимую релаксацию малых брыжеечных артерий крысы.
С точки зрения вазодилататорного эффекта вКГРП действует примерно так же, как и КГРП, расслабляя гладкие мышцы артериол, что позволяет вампирам питаться непрерывным током крови из ранки жертвы.
Гладкие мышцы* — сократимая ткань не имеющая поперечной исчерченности, регулирующая кровоток в органах и тканях.
Артериолы* — мелкие артерии перед капиллярами.
В предыдущих исследованиях уже было открыто, что яд вампиров содержит два очень важных для их метода питания антикоагулянтных токсина: дракулин и DSPA (активатор плазминогена слюнных желез).
Дракулин это гликопротеин, необратимо связывающийся с факторами IXa и X и ингибирует превращение протромбина в тромбин, что предотвращает другой процесс — преобразование фибриногена в фибрин. Результатом этого является то, что кровь жертвы вампира не свертывается.
Таким образом вампиры обеспечивают непрерывность потока пищи (кровь). Кроме этого компоненты DSPA уничтожают тромбы посредством разрушения фибриновой сетки (образовывается на сосудах для предотвращения потери крови).
Ученые отмечают, что подобные механизмы предотвращения свертывания крови у жертв присущи и другим организмам. Так, комары обладают тахикининоподобными пептидами, клопы — нитрозил-гемопротеинами, москиты — вазодилататором, действующим через рецептор PAC1, а слепни — дизинтегрином, приводящим к образованию тромбов, как яды некоторых змей.
Необходимо детальнее изучить состав яда мышей-вампиров, дабы лучше понять механизм его действия на сосуды и кровь. Ученые отмечают, что вКГРП является сильным вазодилататором, действующим через рецептор КГРП1 на эндотелиальных или гладкомышечных клетках сосудов. Исследователям удалось продемонстрировать успешное воздействие КГРП на резистентные артерии по такому же методу, как и у КГРП, но с большей селективностью.
Результаты исследования
Изображение №2
В малых брыжеечных артериях крысы вКГРП проявил сильные вазорелаксантные свойства (pEC50 = 9.47 ± 0.32 −logM, Rmax = 94.6 ± 2.4%) с молярной активностью лиганда и эффективностью как у крысиного кальцитонин ген-родственного пептида (pEC50 = 9.16 ± 0.17 -logM Rmax = 93.8 ± 2.6), что продемонстрировано на графике 2А.
Rmax* — обозначение максимальной релаксации.
pEC50 (−logM)* — обозначение концентрации рецепторного антагониста, приводящего к пятидесятипроцентной релаксации.
Молярная активность лиганда* — мера активности вещества, необходимой для достижения желаемого клинического результата.
При наличии крысиного КГРП1 рецепторного антагониста CGRP8-37 молярная активность лиганда и эффективность вКГРП снизилась в 6 раз, а кКГРП (где к — крыса) — в 5 раз. При этом показатель Rmax не изменился (2В).
Изображение №3
При внедрении 100 μM (1 μM = 10−6 моль/л) метилового эфира L-NG-нитроаргинина (L-NAME) вазорелаксация (расширение сосудов) посредством вКГРП не изменилась (3А). А вот молярная активность лиганда кКГРП снизилась в 5 раз, а максимальная релаксация осталась прежней (3D).
Также на показатели релаксации посредством вКГРП/кКГРП не оказали никакого эффекта внедренные ингибиторы цитозольной (растворимой) гуанилилциклазы ODQ (10 μM) или аденилатциклазы SQ22536 (10 μM).
Изображение №4
Повышение внеклеточной концентрации K+ до 30 mМ (1 mМ = 10−3 моль/л) заметно ослабило релаксантный эффект вКГРП (4А).
Эффективность вКГРП удалось снизить в 30 раз с помощью блокировки зависимых от напряжения K+ каналов посредством 1 mМ 4-аминопиридина (C5H6N2). При этом внедрение 10 μM глибенкламида (ингибитора АТФ-чувствительных калиевых каналов) или 1 mМ TEA (ингибитор кальций-зависимых калиевых каналов) вазорелаксация не меняется вообще (4B).
Для ознакомления с деталями и нюансами исследования рекомендую заглянуть в доклад исследовательской группы.
Эпилог
В дальнейшем ученые собираются более детально изучить механизм, посредством которого вКГРП вызывает релаксацию опосредованно от эндотелия. Данные сего исследования показали, что увеличение концентрации внеклеточного K+ до 30 мМ заметно ослабляет релаксацию от вКГРП. Это наталкивает на мысль — данный пептид модулирует релаксацию малых брыжеечных артерий крысы частично посредством именно активации калиевых каналов.
В дальнейшем ученые планируют провести подобные исследования с двумя другими видами летучих мышей-вампиров и какого-то вида летучих мышей, не питающихся кровью, для сравнения данных.
Ученые также отмечают, что селективность действия вКГРП только на клетки гладких мышц сосудов может сыграть важную роль в создании новых способов борьбы с заболеваниями почек, гипертонией, сердечной недостаточностью и т.д.
Понимание деталей механизма вазорелаксации, возникающей посредством воздействия определенных компонентов яда вампиров на определенные компоненты тканей жертвы не только может сыграть важную роль в медицине, но и в понимании организмов-гематофагов.
Вампиры у нас ассоциируются с ужастиками, гробами для сна, длинными мантиями, осиновыми кольями и боязнью чеснока. И все благодаря искусству литературы и кино. Но при этом реальные вампиры не такие страшные. А данное исследование делает их еще и возможными «медиками» будущего.
«Последний раз тебе говорю, не прячется Оззи у тебя в шкафу» (Дам подсказку какой именно Оззи — Black Sabbath)
Благодарю за внимание, оставайтесь любопытствующими и отличных всем выходных, ребята.
Спасибо, что остаётесь с нами. Вам нравятся наши статьи? Хотите видеть больше интересных материалов? Поддержите нас оформив заказ или порекомендовав знакомым, 30% скидка для пользователей Хабра на уникальный аналог entry-level серверов, который был придуман нами для Вас: Вся правда о VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps от $20 или как правильно делить сервер? (доступны варианты с RAID1 и RAID10, до 24 ядер и до 40GB DDR4).
VPS (KVM) E5-2650 v4 (6 Cores) 10GB DDR4 240GB SSD 1Gbps до весны бесплатно при оплате на срок от полугода, заказать можно тут.
Dell R730xd в 2 раза дешевле? Только у нас 2 х Intel Dodeca-Core Xeon E5-2650v4 128GB DDR4 6x480GB SSD 1Gbps 100 ТВ от $249 в Нидерландах и США! Читайте о том Как построить инфраструктуру корп. класса c применением серверов Dell R730xd Е5-2650 v4 стоимостью 9000 евро за копейки?
Источник
