Верблюды обладают невероятной способностью пережить недели, не выпив даже глотка воды. Теперь у нас есть лучшее представление о секретном ингредиенте, который помогает их телам достичь этого.
Мы уже знаем, что, чтобы сберечь каждую каплю жидкости, у верблюдов есть множество биологических уловок, включая большие и замысловатые носы, которые цепляются за воду в воздухе, покидающего их тела, и модифицированную кровь, которая может противостоять обезвоживанию.
При наличии воды они могут проглотить сотни литров воды за считанные минуты, которые затем поглощаются медленно, чтобы избежать осмотического шока; кроме того, температура их тела колеблется от 31 до 41°C, чтобы уменьшить потоотделение.
Когда у человека заканчивается вода, наши почки переключают передаточный механизм, чтобы сохранить как можно больше влаги. Вода фильтруется в канальцах в области, называемой корой почки, где она впадает в другую часть, называемую мозговым веществом почки. Здесь ионы растворенной соли перекачиваются через мембраны, создавая дисбаланс, который заставляет часть воды возвращаться в кровь, а остальная часть уносит отходы в виде мочи.
Тела верблюдов доводят это повторное поглощение воды до крайности, концентрируя мочу до такой степени, с которой мы никогда не сможем справиться. В огромном исследовании, посвященном изучению генов, экспрессируемых в клетках почек арабских верблюдов (Camelus dromedarius), группа исследователей сравнила гены, полученные от обезвоженных верблюдов, и верблюдов, которые недавно наполнились водой.
«Мы идентифицировали сотни генов и белков, которые значительно изменены как в коре, так и в мозговом веществе почек у обезвоженных и регидратированных животных по сравнению с контрольной группой», - сказал физиолог животных Бристольского университета Фернандо Альвира Ираизоз.
Многие из генов, изменяющих экспрессию у обезвоженных верблюдов, по-видимому, участвуют в подавлении холестерина жирных веществ в их почечных клетках.
Итак, Альвира Ираизоз и его коллеги измерили количество холестерина в плазматических мембранах почек у обезвоженных животных и сравнили его с контрольной группой. Они обнаружили, что у обезвоженных верблюдов действительно меньше холестерина в мембранах почечных клеток, чем у гидратированных.
Более того, гены, кодирующие транспортировку ионов и водных каналов через клеточные мембраны, также больше экспрессировались в клетках почек обезвоженных верблюдов. В совокупности эти результаты подтверждают догадку команды о том, что подавление холестерина, вызванное обезвоживанием, позволяет верблюдам цепляться за большее количество воды в их почках.
«Снижение количества холестерина в мембране почечных клеток может способствовать перемещению растворенных веществ и воды по различным участкам почки - процессу, который необходим для эффективной реабсорбции воды и образования высококонцентрированной мочи, что позволяет избежать потери воды», объяснили Альвира Ираизоз и молекулярный нейроэндокринолог Бенджамин Гиллард, также из Бристольского университета.
В нашем быстро теплеющем мире животноводство, способное переносить суровые условия, приобретает все большее значение. Арабские верблюды уже поддерживают миллионы людей с момента своего одомашнивания более 3000 лет назад. Они предоставляют молоко, мясо, одежду и транспорт в нескольких засушливых районах нашей планеты.
«[Мультиомные исследования] предоставляют очень ценную информацию в контексте опустынивания и изменения климата и могут быть использованы для оценки того, как различные виды будут адаптироваться к своей уже изменяющейся окружающей среде», - сказал Альвира Ираизос.
В настоящее время исследователи работают над аналогичным анализом мозга верблюда и планируют изучить реакцию генетической экспрессии на сильное обезвоживание у других засушливых млекопитающих, таких как очаровательные прыгающие грызуны, называемые тушканчиком.
Это исследование было опубликовано в журнале «Communications Biology».
Источник: Science Alert
