Ученые рассказали, почему ядовитые животные не умирают от собственного яда

Одними из самых ядовитых животных в мире являются маленькие разноцветные лягушки, называемые древолазами, которые обитают в тропических лесах Центральной и Южной Америки, пишет Live Science.

Одна лягушка имеет достаточно яда, чтобы убить 10 взрослых людей. Интересно то, что они не рождаются ядовитыми, а приобретают свой яд, поедая насекомых и других членистоногих. Но если этот яд настолько смертоносен, почему сами лягушки не умирают, когда его глотают?

Способность этих лягушек избегать самоотравления долгое время озадачивала ученых. В своем новом исследовании эксперты изучили ядовитых лягушек из рода листолазов, которые используют яд, называемый батрахотоксином. Он нарушает передачу ионов-натрия в клетки и из них — одну из важнейших физиологических функций в организме.

Когда мозг посылает сигналы телу, он посылает их с помощью ионного тока. Эти сигналы передают частям тела некие инструкции, заставляя эти части работать, например, конечности двигаться, мышцы сокращаться, а сердце качать кровь.

Эти электрические сигналы становятся возможными благодаря потоку положительно заряженных ионов, таких как натрий, в отрицательно заряженные клетки. Ионы поступают и выходят из клеток через белковые "двери", называемые ионными каналами. Когда эти ионные каналы нарушаются, электрические сигналы не могут проходить через тело.

Батрахотоксин заставляет ионные каналы оставаться открытыми, в результате чего в клетки свободно поступает поток положительно заряженных ионов. Если эти каналы не могут закрыться, вся система теряет способность передавать электрические сигналы. Они должны как открываться, так и закрываться, чтобы вырабатывать ионный ток.

Если каналы просто остаются открытыми, тогда не происходит ни сердечной активности, ни сократительной, ни активности нейронов. Поэтому если вы проглотите одну из этих лягушек, вы умрете почти сразу. Так как же им и другим ядовитым животным удается избегать такой участи?

По словам ведущего автора исследования Фаяла Абдеремана-Али, из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, есть три стратегии, которые используют ядовитые животные, чтобы останавливать самоотравление.

Наиболее распространенная включает генетическую мутацию, которая слегка изменяет форму целевого белка яда — ионно-натриевый канал, так, что он больше не может связываться с другим белком.

Например, вид ядовитой лягушки под названием голубой древолаз содержит яд под названием эпибатидин, который имитирует полезное сигнальное химическое вещество под названием ацетилхолин.

Согласно исследованию 2017 года, ацетилхолиновые рецепторы этих лягушек эволюционировали, слегка изменив форму и став более устойчивыми к яду.

Вторая стратегия, используемая ядовитыми животными — это способность полностью выводить токсин из организма.

Ну и третья называется "секвестрацией белка". Животное развивает системы для захвата или поглощения яда, чтобы убедиться, что он не навредит ему.

В своем исследовании Адбереман-Али воссоздал ионно-натриевые каналы листолазов и обработал их ядом. Он был удивлен, увидев, что ионно-натриевые каналы оказались неустойчивыми к его действию.

"Эти животные должны были умереть", — отметил Адбереман-Али.

Поскольку ионно-натриевые каналы лягушек не противостояли разрушительному воздействию яда, они не должны были выжить. Основываясь на этих результатах, Абдереман-Али подозревает, что эти лягушки, скорее всего, используют стратегию секвестрации белка, чтобы избежать самоотравления. Животные, вероятно, производят белок, который может впитывать яд и удерживать его.

Лягушки-быки также используют секвестрацию. Они вырабатывают белок, называемый саксифилином, который может соединяться с ядом сакситоксином, и блокировать его.