Будем честны, голые землекопы (Heterocephalus glaber) не самые симпатичные животные на свете. При этом безволосые грызуны — удивительные существа. Они имеют самый низкий уровень метаболизма среди млекопитающих. Кроме того, голые землекопы живут десятки лет, в то время как мыши (с генетической точки зрения практически идентичные им существа) живут всего несколько лет.
Животные удивили учёных еще и тем, что у них очень низкий уровень заболевания раком, они им практически не болеют. Но, пожалуй, самое интересное то, что они невосприимчивы к некоторым видам боли.
Так, учёные отмечают, что представители вида H. glaber не испытывают тепловой гипералгезии (повышенной чувствительности к температуре, когда сенсорные нейроны воспаляются), что довольно нетипично, поскольку большинство живых существ, включая человека, знакомы с такой болью. Она возникает, например, когда человек немного обгорит на солнце, а затем ненароком включит слишком горячую воду, стоя под душем.
Такая особенность грызунов заинтересовала учёных из Центра молекулярной медицины имени Макса Дельбрюка в Берлине, которые в своём недавнем исследовании определили эволюционные изменения, сделавшие голых землекопов такими "бесчувственными".
Напомним, что повышенная чувствительность болевых рецепторов в повреждённых тканях даёт человеку понять, что нужно быть особенно внимательным к раненой области. У некоторых людей работа такой системы оповещения может быть нарушена, что приводит к хронической боли; у других пониженная чувствительность может привести к опасному заболеванию. В результате последнего человек становится нечувствителен к боли, из-за чего ему трудно понять, когда ткани получили ожог, и им необходим должный уход.
Голые землекопы не испытывают этот тип боли, вероятно, из-за того что они живут в огромных колониях, обитающих в тесных и жарких жилищах. И если бы они обладали такой же, как люди, чувствительностью, то их жизнь была бы невыносимой.
Поскольку большинство животных испытывают тепловую гипералгезию, Гарри Левин (Gary R. Lewin) и его коллеги хорошо понимали, как появляется боль такого рода и какие механизмы за ней стоят: когда ткань вокруг сенсорных нейронов подвергается воздействию тепла, организм выделяет вещество под названием фактор роста нервов (NGF). Далее, молекулы NGF связываются с рецепторами TrkA, это вызывает целый каскад химических сигналов, которые делают чувствительным ионный канал TRPV1 на поверхности сенсорных нейронов так, что TRPV1 открывается. И как только это происходит, в мозг поступает сигнал о боли, хотя температура может быть и недостаточно высока для причинения какого-либо значимого вреда тканям (повторного ожога не происходит).
Вопрос был в том, почему организм голых землекопов посчитал, что ему такой механизм не нужен, и как он его "отменил". Учёные обнаружили, в чём отличие этого процесса у голых землекопов от других животных — исследователи нашли небольшую модификацию в их TrkA-рецепторе.
Например, если учёные меняли каналы TRPV1 в клетках крыс на те, что были у голых земплекопов, то термальная гипералгезия работала нормально. Но если клетки обладали общей для крыс TRPV1 и TrkA от голых землекопов, то клетки не испытывали термальную гипералгезию.
Учёные сравнили ген TrkA-рецептора голых землекопов с таковым у 26 других видов млекопитающих. Оказалось, что три из четырёх аминокислот на одном участке TrkA –рецептора у голых землекопов отличаются от крысиных, а один из белков и вовсе отличался полностью. Именно это "изменение" и сделало рецепторы не чувствительными. "И, хотя версия TrkA-рецептора у голых землекопов практически совпадает с теми, что есть у крыс и мышей, она важнейшим образом влияет на способность животных чувствовать боль", — говорит Левин.
Новое исследование также показало, что голые землекопы рождаются примерно с таким же набором "датчиков боли", что и новорождённые мышата. А вот взрослые особи сохраняют лишь две трети от прежнего количества сенсорных нейронов, если сравнивать с другими млекопитающими. Исследователи выяснили, что по мере взросления их число снижается только у голых землекопов.
Нечувствительность грызунов к боли, по словам Левина, и большинство других их "причуд" — это своего рода природная необходимость, которая сделала их организмы более эффективными для жизни в сложных условиях.
Учёные намерены и далее заниматься изучением необычного феномена.
Исследование опубликовано в научном издании Cell Reports.
