Загальновідомо, що людина, як і більшість ссавців, вкрай чутливий до гіпоксії. Навіть короткочасне (кілька хвилин) обмеження кількості споживаного кисню тягне за собою незворотні патологічні зміни в деяких органах і, як наслідок, смерть. Локальне обмеження кількості кисню – ішемія) – також часто зустрічається патологія людини. Один з найбільш стійких до гіпоксії видів ссавців, голий землекоп heterocephalus glaber здатний витримати 10-20 хвилин без кисню.
У той же час серед інших груп хребетних є приклади набагато більш видатної стійкості: деякі види рептилій і риб здатні виживати тижні і місяці при повній відсутності кисню. Нещодавно в поле зору вчених потрапили жаби. Точніше, один конкретний вид-сибірська жаба (rana amurensis).
” традиційно вважалося, що амфібії помітно гірше переносять відсутність кисню, ніж рептилії. Але як показали дослідження наших колег з магадана під керівництвом данила йосиповича бермана, сибірська жаба адаптувалася до зимівлі в замірних водоймах, де до кінця зими у воді практично не остаетсякіслорода. Однак жаби не тільки місяцями здатні жити в цих умовах і навіть зберігають певну рухову активність”, – розповів старший науковий співробітник іциг со ран, к.б. Н.сергій шеховцов.
Вивчення механізмів адаптації до відсутності кисню, які сформувалися у жаб і присвячений проект, підтриманий грантом рнф. Для цього вчені порівнюють біохімічні механізми і геноми трьох видів жаб: високо стійкому до гіпоксії вигляді (сибірська жаба r. Amurensis), среднеустойчівом (остромордая жаба r. Arvalis) і нестійкому (далекосхідна жаба r. Dybowskii).
Робота вже принесла перші результати: дослідження метаболів печінки і серця сибірської жаби показало, що в стані гіпоксії різко збільшуються концентрації маркерів гіпоксії (лактату, аланіну, сукцинату та ін.). Показано, що сибірська жаба відчуває сильний енергетичний стрес, що проявляється в різкій зміні співвідношень атф/адф, nad+/nadh і креатинфосфат/креатин. У сибірської жаби, крім того, сильно підвищений рівень глутатіону, що можна інтерпретувати як підготовку до стресу реоксигенації.
” наступний крок-зрозуміти, які гени і білки задіяні в цьому механізмі адаптації. Це єдиний приклад такої стійкості серед наземних хребетних, нещодавно відкритий і тому абсолютно не вивчений, чим і обумовлюється цінність проекту для фундаментальної науки», – підкреслив сергій шеховцов.
Дослідження має не тільки фундаментальне значення, а й певні прикладні перспективи. Інформація про те, які білки і гени залучені в цей процес, може бути затребувана при розробці нових способів терапії подібних патологій і у людини.
Грант на вивчення молекулярних механізмів стійкості амфібій до гіпоксії (кисневого голодування) був виділений російським науковим фондом групі вчених інституту цитології і генетики (іциг) со ран навесні 2021 року.
