Учёные исследуют роль «тихого убийцы» в организмах глубоко ныряющих животных
Углерод (II) оксид (CO), известный как «тихий убийца» из-за риска при смертельных концентрациях, в малых количествах естественным образом вырабатывается в организмах людей и животных. В последние годы медицинские исследователи изучают его как потенциальное средство для лечения диабета, сердечных приступов, сепсиса и других болезней.
Учёные из Океанографического института Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего углубили понимание естественных характеристик и ограничений CO, изучая этот газ у одного из лучших ныряльщиков в мире — северного морского слона.
В организме человека CO образуется как побочный продукт распада гемоглобина внутри эритроцитов. Около 1% гемоглобина у здоровых взрослых людей связано с CO. Газ связывается с гемоглобином, образуя карбоксигемоглобин — молекулу, которая больше не может переносить кислород.
Как описано в выпуске Journal of Experimental Biology от 14 мая, аспирант Майкл Тифт, исследователь-физиолог Пол Понганис и Дэниел Крокер из Университета штата Сонома изучили уровень CO у северных морских слонов, которые обладают самым большим объёмом крови среди млекопитающих и славятся своим экстремальным нырянием.
К своему удивлению, исследователи обнаружили, что CO связан с 10% гемоглобина у взрослых морских слонов — это в 10 раз больше, чем у здоровых людей, и примерно сопоставимо с показателем человека, выкуривающего 40 сигарет в день.
«Мы выяснили, что морской слон способен достигать невероятных глубин, по-видимому, с большим количеством CO. Эти результаты помогают нам найти ответы на вопрос о том, с какой скоростью можно подвергать органы и ткани воздействию этого газа», — сказал Тифт.
Хотя тестирование CO для лечения болезней человека началось всерьёз лишь около пяти лет назад, у медицинских исследователей большие надежды на его защитные и целебные свойства, например, при трансплантации органов.
«CO токсичен и смертелен при определённых уровнях, но в низких концентрациях он может быть терапевтически полезным, играя решающую роль в защите организма», — отметил Тифт. — «В малых дозах он может предотвращать воспалительную реакцию при некоторых заболеваниях и даже подавлять гибель клеток».
Результаты исследования также заставляют учёных пересмотреть представления о том, как у морских слонов хранится и регулируется кислород, учитывая столь высокое содержание CO.
Тифт и его коллеги расширяют область своих исследований, отслеживая уровень CO у других видов тюленей (включая менее эффективных ныряльщиков, таких как обыкновенные тюлени и котики), а также у пингвинов. Будущие тесты будут проводиться с помощью анализатора газов крови в сотрудничестве с Медицинской школой Калифорнийского университета в Сан-Диего, а также с использованием алкотестера, способного определять уровень CO.
«Мы надеемся, что морской слон станет полезной моделью для изучения биологических функций CO, а также для оценки его потенциала в качестве терапевтического агента», — сказал Понганис, который также является анестезиологом.