Мыши-скорпионоеды не чувствуют боли от укуса скорпиона
Болезненные и потенциально смертельные уколы корковых скорпионов для мышей-скорпионоедов — лишь легкое неудобство. Эти мыши легко убивают и поедают свою добычу. После укуса они лишь ненадолго облизывают лапу и снова бросаются в атаку.
Ученые выяснили, что мыши практически не чувствуют боли, потому что токсин скорпиона действует как анальгетик, а не как стимулятор боли. Исследование опубликовано на этой неделе в Science.
Ведущий автор работы Эшли Роу ранее обнаружила, что мыши-скорпионоеды, обитающие на юго-западе США, в целом устойчивы к токсину коркового скорпиона, который может убивать других животных. Почему токсин не смертелен для мышей, до сих пор неизвестно.
«Этот яд убивает других млекопитающих схожего размера, — говорит Роу, доцент нейробиологии и зоологии Университета штата Мичиган. — Мышь-скорпионоед выработала эволюционный эквивалент боевых искусств, чтобы использовать главную силу скорпионов против них самих».
Ученые провели эксперименты, вводя небольшие количества яда скорпиона или нетоксичного солевого раствора в лапы мышей. Неожиданно мыши облизывали лапы (типичная реакция на токсин) гораздо меньше при инъекции яда скорпиона, чем при инъекции солевого раствора.
«Это казалось совершенно нелепым, — сказал Гарольд Закон, профессор нейробиологии Техасского университета в Остине. — Можно было бы подумать, что яд должен вызывать хотя бы немного больше боли, чем солевой раствор. Это означало бы, что, возможно, токсин играет роль анальгетика».
Роу и Закон обнаружили, что токсин коркового скорпиона действует как анальгетик, связываясь с натриевыми каналами в нейронах боли мыши, что блокирует передачу болевого сигнала в мозг.
Нейроны боли имеют несколько разных натриевых каналов, называемых 1.7 и 1.8. Исследования показали, что когда токсины связываются с каналами 1.7, каналы открываются, натрий поступает внутрь, и нейрон боли активируется.
Секвенировав гены для каналов 1.7 и 1.8, ученые обнаружили, что канал 1.8 у мышей-скорпионоедов имеет аминокислоты, отличные от таковых у млекопитающих, чувствительных к укусам скорпиона, таких как домовые мыши, крысы и люди. Затем они выяснили, что токсин скорпиона связывается с одной из этих аминокислот, чтобы блокировать активацию канала 1.8 и, таким образом, подавлять болевую реакцию.
«Невероятно, но одна аминокислотная замена может полностью изменить поведение токсина и заблокировать канал», — сказал Закон.
Однако, по словам Роу, загадка еще не полностью разгадана: «Мы знаем область канала, где это происходит, и задействованные аминокислоты. Но есть что-то еще, что играет роль, и вот на чем я сосредоточусь дальше».
Это исследование — первое, которое обнаружило, что аминокислотная замена в натриевом канале 1.8 может оказывать анальгетический эффект. Роу отметила, что подобные исследования могут в будущем помочь ученым нацелиться на эти натриевые каналы для разработки обезболивающих препаратов для человека.