SEB: птицы могут восстанавливать свою кровь с помощью "отходов" метболизма
Ученые из Оклендского университета в Новой Зеландии выяснили, что птицы обладают особым механизмом восстановления крови, который позволяет им быстрее возвращать поврежденный гемоглобин в рабочее состояние. Эта система основана на использовании лактата — молекулы, которую раньше считали побочным продуктом обмена веществ. Результаты исследования опубликованы на сайте научного сообщества Society for Experimental Biology (SEB) .
У млекопитающих зрелые эритроциты теряют ядро и митохондрии — структуры, отвечающие за производство энергии. Считается, что такая "упрощенная" форма клеток позволяет освободить больше места для гемоглобина, который переносит кислород. У птиц же эритроциты сохраняют ядро и митохондрии на протяжении всей жизни.
Ранее ученые не могли объяснить, зачем птицам нужны эти дополнительные структуры. Новая работа показала, что именно митохондрии дают им важное преимущество.
При интенсивном обмене кислорода часть гемоглобина повреждается и превращается в метгемоглобин — форму, которая хуже переносит кислород. Для птиц, особенно активно летающих видов, даже небольшое снижение эффективности кровообращения может стать серьезной проблемой.
Исследователи обнаружили, что эритроциты птиц используют лактат как источник энергии для восстановления гемоглобина. Специальный фермент расщепляет молекулу лактата, а полученные вещества запускают процесс превращения поврежденного метгемоглобина обратно в активный гемоглобин.
При этом митохондрии удаляют побочный продукт реакции — пируват, позволяя процессу восстановления продолжаться. Именно этот механизм, по мнению ученых, делает кровь птиц более устойчивой к окислительному стрессу.
В экспериментах эритроциты цыплят и крыс подвергали одинаковому повреждению. Оказалось, что клетки птиц восстанавливали гемоглобин примерно в три раза быстрее. Исследователи связывают это не только с наличием митохондрий, но и с особенностями ферментов, участвующих в переработке лактата.
Исследователи предполагают, что похожий механизм может существовать и у других животных, которые сохраняют митохондрии в клетках крови. Кроме того, изучение роли лактата в восстановлении клеток может помочь в разработке новых подходов к лечению повреждений тканей у человека.