Пережить голод пещерным рыбам помогла резистентность к инсулину

Пещерная слепая форма Astyanax mexicanus

Nature

Пещерные рыбки-тетры приспособились к длительным периодам голодания. Ученые обнаружили у них резистентность к инсулину — способность поддерживать высокий уровень глюкозы в крови и эффективно накапливать и сохранять жир, пишет Nature. При этом им удается избежать преждевременного старения, связанного с повреждением тканей при гипергликемии.

Мексиканская тетра (Astyanax mexicanus) — небольшая рыбка, встречающаяся в речных (поверхностных) и пещерных популяциях. Существует около 30 уникальных популяций тетры, живущих в глубоких пещерах, которые утеряли остроту зрения и даже сами глаза. Из-за отсутствия фотосинтезирующих растений и водорослей пещерные тетры должны выдерживать длительные периоды голодания, поэтому у рыб, видимо, есть мутация, позволяющая эффективно накапливать и сохранять жир.

Для того, чтобы понять, как рыбы выдерживают долгие периоды голодания, ученые сравнили уровень глюкозы в крови у поверхностных и пещерных рыб. Они обнаружили, что после кормления пещерные рыбы имеют значительно более высокий уровень глюкозы в крови, чем поверхностные (в среднем 77 мг/дл против 47 мг/дл). Авторы исследовали динамику содержания глюкозы в крови во время краткосрочного и длительного голоданий. Уровень глюкозы в крови после 24 часов голодания у пещерных рыб был значительно выше (в среднем 89 мг/дл против 59 мг/дл). Однако через 21 день уровень глюкозы у пещерных рыб снизился сильнее, чем у речных.

Кроме того, авторы сравнили гены, кодирующие белки-рецепторы инсулина, и обнаружили, что пещерные тетры имеют мутацию в локусе insra. Это приводит к уменьшению связывания инсулина и способствует гипергликемии. У людей идентичная мутация в рецепторе инсулина приводит к тяжелой форме резистентности к инсулину (диабет второго типа), мешает расти и набирать вес. Чтобы проверить, влияет ли мутация insra на вес, исследователи сравнили  вес гибридов мужского пола пещерных и речных рыб. Гибридных самцов одного возраста регулярно и одинаково кормили, в результате самцы с мутацией весили в среднем на 27% больше, чем гибриды без мутации в этом локусе.

Авторы исследования выяснили, что пещерные рыбы устойчивы к голоду и теряют меньшую часть своего веса, когда пищи нет, по сравнению с поверхностными рыбами, при этом повышенное содержание жира в организме и снижение скорости метаболизма способствуют устойчивости к голоданию. Мутация insra способствует как повышенному весу, так и резистентности к инсулину. Результат неожиданный, учитывая, что у млекопитающих подобные мутации связаны с замедленным ростом и более низким уровнем жира в организме. Механизмы этого явления требуют дальнейшего изучения.

У людей резистентность к инсулину и гипергликемия характерны для диабета второго типа. Можно было бы предположить, что рыбы жертвуют здоровьем, чтобы увеличить устойчивость к голоду. Однако, в возрасте около 15 лет, признаки старения (впалые участки кожи, растрепанный хвост, сгорбленная спина) в большей степени выражены у поверхностных рыб. Пещерные тетры, возможно, разработали компенсаторные механизмы, позволяющие им оставаться здоровыми, несмотря на потенциально вредные метаболические изменения. Чрезмерное гликирование белков крови у людей вызывает повреждение тканей и сердечно-сосудистые заболевания — частые проблемы пациентов с диабетом. Пещерные рыбки могут иметь механизмы для снижения гликирования белка, которые делает их неуязвимыми для повреждающих эффектов гипергликемии.

Пещерные рыбы несколько лет назад нашлись на всех континентах. В таких условиях обитания животные по-разному адаптируются к окружающей среде — тараканы передвигаются на летучих мышах, летучие мыши борются с грибами, а некоторые рыбы даже научились лазать по стенам.

Александра Кочеткова

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.