Некоторые летучие мыши выживают и процветают с уровнем сахара в крови, смертельным для других млекопитающих

Новое исследование Института медицинских исследований Стоуэрса, опубликованное в Nature Ecology and Evolution, сообщает о самых высоких естественных концентрациях сахара в крови, когда-либо наблюдавшихся у млекопитающих. Это открытие предполагает, что летучие мыши эволюционировали стратегии для выживания и процветания с этой экстремальной чертой.

"Мы наблюдаем уровни сахара в крови, которые являются самыми высокими из тех, что мы когда-либо видели в природе — это были бы смертельные, вызывающие кому уровни для млекопитающих, но не для летучих мышей", — сказала соавтор исследования Жасмин Камачо, доктор философии.

Эволюция диеты и уникальная модель

Исследование сосредоточено на неотропических листоносых летучих мышах, которые за 30 миллионов лет эволюционировали от чисто насекомоядной диеты к разнообразным специализациям: фрукты, нектар, мясо и даже кровь. Эта диверсификация делает их идеальной моделью для изучения эволюции метаболизма.

Полевые исследования и спектр адаптаций

Команда провела полевые работы в джунглях Центральной и Южной Америки и Карибского бассейна, выполнив тесты на толерантность к глюкозе почти у 200 диких летучих мышей 29 видов после кормления одним из трех типов сахаров.

"Мы увидели различные способы усвоения сахара — поглощения, хранения и использования в организме — и как этот процесс стал специализированным из-за разных диет", — сказала соавтор Андреа Берналь-Ривера.

Разные стратегии гомеостаза глюкозы

Исследователи обнаружили спектр адаптаций к гомеостазу глюкозы (регуляции уровня сахара в крови):

• Фруктоядные летучие мыши "отточили свой инсулиновый сигнальный путь, чтобы снизить уровень сахара в крови".
• Нектароядные летучие мыши могут переносить высокий уровень глюкозы в крови, аналогичный наблюдаемому у людей с нерегулируемым диабетом. "Они развили другой механизм, и, по-видимому, он не зависит от инсулина".

Анатомические и генетические ключи

Потенциальные механизмы, позволяющие нектароядным мышам справляться с глюкозой, включают:

• Более длинные отделы кишечника и кишечные клетки с большей площадью поверхности для поглощения питательных веществ.
• Постоянная экспрессия гена, ответственного за транспорт сахара (черта, также наблюдаемая у некоторых видов колибри).

Значение для будущих исследований

"Это исследование устанавливает чрезвычайно важные ресурсы для области", — сказал Надав Ахитув, доктор философии, профессор биоинженерии и генетики Калифорнийского университета в Сан-Франциско. "Оно предоставляет не только метаболические характеристики различных видов летучих мышей с разным питанием, но и их кишечную морфологию, а также кандидатные геномные регионы и различия в структуре белка, которые могут быть движущей силой диетических адаптаций".

"Наборы данных будут стимулировать будущие исследования, направленные на дифференциацию диетических различий у млекопитающих, и могут способствовать разработке новых методов лечения различных метаболических заболеваний у людей", — заключил Ахитув.