موش برهنه صحرایی

موش صحرایی برهنه می‌تواند ۱۸ دقیقه بدون اکسیژن زنده بماند، چگونگی آن اینجاست

موش‌های صحرایی برهنه ابر قهرمانان حیوان‌های آزمایشگاهی هستند. نشانه‌هایی از سالخوردگی در آنها دیده می‌شود، به انواع دردها مقاوم هستند، و تقریبا هرگز سرطان نمی‌گیرند. اکنون دانشمندان ابرقدرت دیگری را کشف کردند: این حیوانات می‌توانند ۱۸ دقیقه بدون اکسیژن زنده بمانند. آنها این کار را با تغییر ضروری بدنشان با استفاده از تغییر سوختی به سوخت دیگر انجام می‌دهند – راهبردی که ممکن است روشی جدید برای مبارزه با سکته مغزی و حملات قلبی در افراد باشد.

«این برای یک پستاندار، شاهکاری استثنایی است،» این گفته گرانت مک کلند، فیزیولوژیست ورزشی تطبیقی در دانشگاه مک مستر در همیلتون کانادا است که درگیر این کار نبود.

موش‌های صحرایی برهنه به سطح بالای دی اکسید کربن  یا اکسیژن کم در هوا مقاوم هستند. این پستانداران بی مو که به اندازه موش هستند در کلونی‌هایی (جمعیت) بیش از ۳۰۰ تایی در لانه‌های زیرزمینی که در آنها اکسیژن نایاب است زندگی می‌کنند.

برای یافتن اینکه حداقل اکسیژن مورد نیاز آنها چقدر است، توماس پارک، دانشمند علوم اعساب دانشگاه ایلینوی در شیکاگو، و گری لوین، فیزیولوژیستی در مرکز  پزشکی مولکولی دلبروک ماکس در برلین، موش‌های صحرایی برهنه و موش‌های معمولی را در اتاقی بدون محفظه‌های بدون اکسیژن قرار دادند. موش معمولی در کمتر از یک دقیقه مرد. اما این اتفاق برای موش برهنه نیفتاد. بلکه حتی بعد از ۱۸ دقیقه در این محفظه، زمانی که در معرض هوای طبیعی قرار گرفتند دوباره سلامتشان را به دست آوردند، این پژوهشگران امروز در ژورنال ساینس نوشتند.

پشت این ترفند ممکن است چگونگی سوخت و ساز قند موش‌های برهنه صحرایی باشد. انسان‌ها و دیگر پستانداران، گلوکزهای هند را برای تولید انرژی در یک فرایند چند گامی که گلیکولیز نامیده می‌شود می‌شکنند. این فرایند به اکسیژن نیاز دارد، بدون آن، محصولاتی چون لاکتات ساخته می‌شود که مانع از گام‌های اولیه گلیکولیز می‌گردد و تولید انرژی را متوقف می‌سازد. ذخایر انرژی به سرعت، مخصوصا در مغز خالی می‌شوند و سلول‌ها شروع به مردن می‌کنند.

با جستجوی تغییرات شیمیایی در موش‌های برهنه صحرایی محروم از اکسیژن، این پژوهشگران سطح بسیاری بالای دو قند در خون به نام‌های فروکتوز و ساکارز (ترکیب مولکولی فروکتوز و گلوکز) را یافتند. در مقایسه با دیگر پستانداران، این موش‌های صحرایی در سرتاسر بدنشان سطح بالاتری از GLUT5-( مولکولی که فروکتوز را به سلول‌ها منتقل می‌کند) و یک انزیمی که فروکتوز را به شکلی تبدیل می‌کند که وارد گلیکولیز می‌شود داشتند. «این ویژگی‌های همراه هم اجازه می‌دهد تا موش برهنه صحرایی در مواقع بدون اکسیژن از فروکتوز به جای گلوکز به عنوان سوخت استفاده کند،» لوین گفت.

اگر اکسیژنی وجود نداشته باشد و  گام‌های اولی گلیکولیز مسدود شود، چون فروکتوز در یک گام بعدی وارد گلیکولیز می‌شود تولید انرژی می‌تواند انجام شود. بر طبق مک کلیلند، حتی ماهی‌ها یا لاکپشت‌ها که می‌توانند مدت‌ها بدون اکسیژن زنده بمانند گلیکولیز را بدین شکل اصلاح نکرده‌اند. «این نمونه عالی از یافته تکاملی راه حل‌های متفاوت برای چالش‌های محیطی همانند یا یکسان است،» او گفت.

«من مجذوب این تغییر گلوکز به فروکتوز هستم،» این گفته روچال بافنستین، زیست‌شناسی در شرکت پژوهشی به نام کالیکو در کالیفرنیا است که عضو سابق هیئت مدیره گوگل، آرتور لوینسون برای مبارزه با پیری تاسیس کرد. بافنستین برای بیش از ۳۰ سال روی موش‌های صحرایی برهنه مطالعه کرده است و می‌گوید این حیوانات هنوز می‌توانند او را شگفت زده کنند. پژوهشگران باید شروع به جستجوی این کنند که آیا حیوانات دیگری هستند  که با زندگی در محیط‌های کم اکسیژن به استفاده از فروکتوزبدین شکل تکامل یافته‌اند، او گفت، و همچنین اضافه کرد، «جهان کاملی از شگفتی‌ها وجود دارد، مخلوقات دیوانه‌ای در آن پیدا می‌شود.»

هنوز این که چقدر تغییر به فروکتوز برای زنده ماندن این حیوانات مهم است واضح نیست، این هشداری است که گوران اریک نیلسون، فیزولوژیست تطبیقی دانشگاه اُسلو داد. مکانیسم‌های دیگری چون آهسته شدن سوخت و ساز نقش بازی می‌کنند، همچنان که موش‌های صحرایی برهنه دمای بدن پایین غیر طبیعی خنک ۳۰ درجه دارند.

در بهتر تبدیل انرژی موش‌های صحرایی برهنه، کلیدی برای هر امیدی از به کار بردن آن برای کمک به انسان‌ها است. برای مثال، در طول سکته مغزی یا حمله قلبی، جریان اکسیژن به مغز متوقف می‌شود و سلول‌ها مغز در طی چند دقیقه خواهند مرد، پارک گفت. «اگر بتوانیم مسیر فروکتوز را فعال کنیم، می‌توانیم این فاصله زمانی را به طرز قابل توجهی افزایش دهیم،» او پیش‌بینی کرد.

«این مقاله مرا بسیار هیجان زده کرده است،» بافنستین گفت. «منتظرم ببینم چه اتفاقی می‌افتد.»

دیدگاه‌تان را بنویسید: