Вчені розповіли, чому отруйні тварини не вмирають від власної отрути

Одними з найбільш отруйних тварин в світі є маленькі різнокольорові жаби, так звані дереволазові, які мешкають в тропічних лісах Центральної і Південної Америки, пише Live Science.

Одна жаба має достатньо отрути, щоб вбити 10 дорослих людей, але цікаво те, що вони не народжуються отруйними. Ці жаби отримують отруту, коли поїдають комах та інших членистоногих. Якщо ця отрута настільки смертельна, чому самі жаби не вмирають, коли її ковтають?

Здатність жаб уникати самоотруєння довгий час спантеличувала вчених. У своєму новому дослідженні експерти вивчили отруйних жаб з роду листолазів, які використовують отруту батрахотоксин. Вона порушує передачу іонів-натрію в клітини і з них — одну з найважливіших фізіологічних функцій в організмі.

Коли мозок посилає сигнали тілу, він посилає їх за допомогою іонного струму. Ці сигнали передають частинам тіла інструкції, змушуючи ці частини працювати, наприклад, кінцівки рухатися, м'язи скорочуватися, а серце качати кров.

Ці електричні сигнали стають можливими завдяки потоку позитивно заряджених іонів, таких як натрій, в негативно заряджені клітини. Іони надходять і виходять з клітин через так звані білкові "двері" — іонні канали. Коли ці іонні канали порушуються, електричні сигнали не можуть проходити через тіло.

Батрахотоксин змушує іонні канали залишатися відкритими, в результаті чого в клітини вільно надходить потік позитивно заряджених іонів. Якщо ці канали не можуть закритися, вся система втрачає здатність передавати електричні сигнали. Вони повинні як відкриватися, так і закриватися, щоб виробляти іонний струм.

Якщо канали просто залишаються відкритими, тоді не відбувається ні серцевої активності, ні скорочувальної, ні активності нейронів. Тому якщо ви проковтнете одну з цих жаб, ви помрете майже відразу. Так як же їм і іншим отруйним тваринам вдається уникати такої долі?

За словами одного з авторів дослідження Фаяла Абдеремана-Алі, з Каліфорнійського університету в Сан-Франциско, є три стратегії, які використовують отруйні тварини, щоб зупиняти самоотруєння.

Найбільш поширена міститить генетичну мутацію, яка злегка змінює форму цільового білка отрути — іонно-натрієвий канал, так, що він більше не може зв'язуватися з іншим білком.

Наприклад, вид отруйної жаби під назвою дереволаз блакитний містить отруту під назвою епібатидин, який імітує корисну сигнальну хімічну речовина під назвою ацетилхолін.

Згідно з дослідженням 2017 року, ацетилхолінові рецептори цих жаб еволюціонували, злегка змінивши форму і ставши більш стійкими до отрути.

Друга стратегія, яка використовується отруйними тваринами — це здатність повністю виводити токсин з організму.

Ну і третя називається "секвестрацією білка".Тварина розвиває системи для захоплення або поглинання отрути, щоб переконатися, що вона їй не зашкодить.

У своєму дослідженні Адбереман-Алі відтворив іонно-натрієві канали листолазів і обробив їх отрутою. Він був здивований, побачивши, що іонно-натрієві канали виявилися нестійкими до її дії.

"Ці тварини повинні були померти", — зазначив Адбереман-Алі.

Оскільки іонно-натрієві канали жаб протистояли руйнівному впливу отрути, вони не повинні були вижити. Грунтуючись на цих результатах, Абдереман-Алі підозрює, що ці жаби аби уникнути самоотруєння, використовують стратегію секвестрації білка. Тварини виробляють білок, який може вбирати отруту і утримувати її.

Велика зелена жаба також використовує секвестрацію. Вона виробляє білок саксифілін, який може з'єднуватися з нейротоксном сакситоксином, і блокувати його.