Почему ядовитые лягушки не погибают от собственных токсинов?
Батрахотоксин — это нейротоксин, сильнейший яд небелковой природы из группы стероидных алкалоидов, который вырабатывается некоторыми видами жуков из Новой Гвинеи. При этом алкалоид не представляет собой угрозы для птиц рода Дроздовые мухоловки (Pitohui) и различных ядовитых лягушек, обитающих в тропических лесах Колумбии.
Считается, что одно из самых ядовитых животных на Земле — лягушка под названием Ужасный листолаз (Phyllobates terribilis) — вырабатывает примерно миллиграмм батрахотоксина через железы на своей коже. Этого количества яда достаточно, чтобы убить около 12 взрослых человек.
Токсин воздействует на правильное функционирование натриевых каналов, от которых зависит работа нервных импульсов. К тому же, яд обладает сильным кардиотоксическим действием, вызывая внеочередное преждевременное сердечное сокращение и фибрилляцию желудочков сердца. Кроме того, он вызывает паралич дыхательной мускулатуры, сердечной мышцы и мышц конечностей. Причем это касается не только людей, а в целом всех живых существ, у которых есть нервная система и сердце.
В этом случае напрашивается очевидный вопрос - почему тогда на него не реагируют ни Дроздовые мухоловки, ни ядовитые лягушки?
Американские исследователи из Калифорнийского университета в Сан-Франциско, Стэнфордского университета и Калифорнийской академии наук предположили, что эти животные могут защитить себя от воздействия токсина с помощью белка, который впитывает яд до того, как он успевает нанести вред.
Есть гипотеза, что в организме этих видов произошли мутации, которые привели к тому, что белки, которые составляют основу ионных (натриевых) каналов, имеют неправильную структуру, за счет чего образуется иммунитет к яду. При этом никаких исследований натриевых каналов у ядовитых лягушек или Дроздовых мухоловок не проводилось, поэтому остается неясным, что именно защищает их от токсина.
Команда ученых решила заполнить этот пробел путем клонирования и изучения натриевых каналов Дроздовых мухоловок и двух видов ядовитых лягушек — одна из них выделяла батрахотоксин, другая — похожий токсин.
К сожалению теория о том, что мутация белков натриевых каналов является средством для защиты от батрахотоксина, не подтвердилась.
Из этого ученые сделали вывод, что в организме ядовитых лягушек и Дроздовых мухоловок должно вырабатываться другое вещество. Тогда специалисты обратились к предыдущим исследованиям в этой сфере.
Оказалось, ранее было обнаружено, что американские лягушки-быки (Rana catesbeiana) производят белок, который действует как щит против смертельных нейротоксинов, продуцируемых цианобактериями. Ученые назвали его саксифилином. Он способен соединяться с молекулами нейротоксина сакситоксина, чьи молекулы вырабатываются клетками некоторых видов водорослей. За счет этого лягушки-быки могут выживать в период цветения ядовитых водорослей.
Исследователи предполагают, что подобные белки защищают и Дроздовых мухоловок, и ядовитых лягушек наподобие Ужасного листолаза. Они поглощают молекулы батрахотоксина и нейтрализуют их до того, как вещество успеет проникнуть в нейроны и заблокировать работу ионных каналов.
Ученые надеются, что их дальнейшие исследования позволят разработать противоядия от различных токсинов.
Если коротко, потому что у них есть специальные биологические «щиты» для защиты от самих себя