Елевантні ущільнення виявили переваги в вуглецевому оксиді

р.



У крові слонових ущільнювачів виявлено незвичайно високі рівні вуглекислого оксиду – переважно, з його допомогою вони оберігають себе від впливу гіпоксії, неминуче під час тривалого перебування під водою.

Вуглецевий оксид або вуглекислий оксид (CO), рубає нас зі школи. Не має смаку, ніякого кольору, не запаху, але досить отруйний - через те, що він утворює надзвичайно міцний комплекс з білковим гемоглобіном. Як ми всі знаємо, гемоглобін несе кисень від легенів до інших тканин і органів, але якщо вуглецевий оксид поєднується з гемоглобіном, молекула кисню не з'явиться звідти. Жорстко кажучи, СО позбавляє організм киснем - зв'язує з гемоглобіном, вуглекислий оксид зупиняє газообмін.

Найчастіше оксид вуглецю запам'ятовується в зв'язку з пожежами або в зв'язку з обігрівом печі - в певних умовах паливо опікує утворенням великої кількості СО, а ризики людини сильно отруюються, або навіть повністю загиблими. Попри те, що цей газ не має смаку, ні запаху робить його ще більш небезпечними. Однак, насправді, в низьких концентраціях, це нешкідливий: кожен з нас має деяку кількість гемоглобіну, що межує з CO, яка утворюється як побічний продукт деяких біохімічних процесів. Нормальна кількість гемоглобіну зіпсована вуглецевим оксидом у дорослому є надзвичайно невеликою - тільки 1% від загальної кількості гемоглобіну. Тим не менш, його частка може значно збільшити кількість курців (і це ще одна причина відмовити від шкідливої звички).

З огляду на те, що ми знаємо про CO, важко уявити будь-яку біологічну користь. Але слонові ущільнювачі, здавалося б, знайшли його використання. Михаїл Тіфт з університету Каліфорнія, Сан-Дієго, за допомогою колег вимірював рівень CO в крові північних слонових ущільнювачів – і виявилося, що в цих тварин 10% гемоглобіну поєднується з вуглецевим оксидом. Якщо людина раптом хоче, щоб відповідати слоновим ущільненням і зв'язати 10% його гемоглобіну до CO, йому доведеться курити 40 сигарет на добу.

За словами Михайла Тифта, слонові ущільнення мають найбільший об’єм крові серед ссавців (звичай це об’єм корелюється з розміром тіла тварини), тому дослідники не здивовані, щоб знайти порівняно велику концентрацію СО в їх крові.

Також слід зазначити, що навіть така кількість «відключення» гемоглобін не перешкоджає обміну газами в слонових печатках. По суті, 10% гемоглобіну, пов'язаних з СО, нічого страшного – відчути перші ознаки отруєння, необхідно звернутися 20% гемоглобіну з вуглецевим оксидом, смерть виникає на 50% або вище.

Ущільнювачі Elephant мають підвищену дозу вуглекислого оксиду в крові всіх осіб, незалежно від статі і віку. Чому? У статті в журналі експериментальної біології дослідники пропонують, що CO необхідний тваринам для захисту клітин від пошкоджень, пов'язаних з падінням рівня кисню крові.

Елевантні гермети занурюють на глибину понад 1,500 метрів, що займає тривалий час, і вони мають всю систему, яка дозволяє ефективно розподіляти киснем під час занурення. Дайвінг, тварини відключають кровообіг в деяких органах і тканинах, щоб вони не відходили цінним киснем – можна сказати, що ці органи і тканини переносять на знижену кисневе раціон. Але після цього, коли слон ущільнюється, кровоплин відновлюється всюди, і існує ризик так званого синдрому реперфузії.

Фізіологи і лікарі давно відомі це явище: якщо тканина відчуває кисневий голод протягом деякого часу, а потім подача кисню відновлюється, то в його клітинах виникають численні пошкодження, іноді дуже серйозні. Це, тканина страждає від гіпоксії, але подальше надлишок кисню робить його страждати ще більше. Причиною цього є те, що раптове надлишок кисню викликає шкідливі окислювальні реакції, які клітини не можуть впоратися з.) й

За словами авторів дослідження, вуглекислий оксид допомагає слонові ущільнення, щоб уникнути ефекту реперфузії, коли після кисневого голодування крові багата киснем повертає тканинам і органам. По суті, говорити про абсолютну шкідливість (або, на краще, неуспішність) вуглекислого оксиду не буде досить правильним – в останні кілька років лікарі активно вивчають СО для своїх корисних фізіологічних властивостей.

Виявилося, що в невеликих дозах вуглецевий оксид запобігає запалення і захищає клітини від смерті; крім того, трансплантологи очікують його використання для захисту трансплантованих органів від пошкоджень. (Ви можете легко вгадати, що органи при пересадці також загрожують синдромом реперфузії.) Так дослідження на явищі CO в слонових печатках може мати найбільш практичні медичні наслідки.





Зрозуміло, що зараз вчені повинні зосередитися на фізіології слонових ущільнювачів, щоб підтвердити їх гіпотезу про захисну природу СО, і в той же час порівняти вміст вуглекислого оксиду в дайвінг тварин з суміжними видами. Якщо, наприклад, ми порівняємо пінгвіни з іншими птахами, ми не знайдемо сильної різниці в змісті СО, пов'язаних з особливостями способу життя пінгвіна?

Ще одне питання полягає в тому, як накопичуються слонові ущільнення, такі як порівняно велика кількість CO? Вони не підозрюють куріння.

До речі, слонові ущільнювачі не вперше допомагають науковцям зрозуміти, які захисні фізіологічні механізми можуть працювати у тварин, які мають тривалий час перебування під водою. Два роки тому, наприклад, дослідники Інституту Океанології Спірпсу опублікували папір, що пояснює, чому слонові ущільнення не страждають морською хворобою.

Як виявилося, вони зберігають деякі з збережених повітря в трахеї і верхніх бронхоле, які не можуть здійснювати газообмін - кисень не входить в кров звідси, але небезпечний азот не вводить його, що на великій глибині зазвичай проникає в кров і викликає хвороба кесона при попаданні тиску. Це подача повітряних тварин витрачається на підйом, коли вони ще знаходяться під водою, але вже пішли з великої глибини, де кров може бути заражений азотом. Еволюція зробила слонові ущільнення реальних експертів з фізіології газообміну.

Джерело: nkj.ru