Подібно до деяких дітей, голі землекопи могли б страждати від фебрильних судомів, але їх рятує високий рівень CO2 в підземних гніздах.
Голих землекопів з Африки важко назвати симпатичними істотами, але ці гризуни чудові своєю дивною фізіологією: вони нечутливі до деяких видів болю, у них не буває злоякісних пухлин, вони живуть надзвичайно довго для гризунів свого розміру - до 31 року. Довгожительство голих землекопів користується особливою популярністю у дослідників: кажуть, що землекопи живуть так довго тому, що синтезують багато гіалуронової кислоти, яка захищає їх від пухлин, ще тому, що добре ремонтують свою ДНК, і ще тому, що вони не дають своїм генам працювати дуже активно.
Нарешті, землекопи відомі тим, що добре переносять брак кисню - вони можуть витримати без нього цілих 18 хвилин. При цьому вони легко переносять високі концентрації вуглекислого газу. Але «переносять» - не зовсім точне слово: землекопам потрібен вуглекислий газ, без якого у них починаються припадки, схожі на фебрильні судоми, від яких страждають деякі маленькі діти. Фебрильними судомами називають припадки, що виникають при позамозкових захворюваннях з підвищенням температури вище 38 ° С. І принаймні, у деяких з дітей, схильних до фебрильних судомів, є мутації в гені KCC2 - зовсім як у голих землекопів.
Ген KCC2 кодує білок, який викачує хлорид-іони з клітини назовні. Білок KCC2 регулює активність нервових клітин, адже робота нейронів залежить від співвідношення концентрацій іонів по обидва боки мембрани. Зазвичай потік хлорид-іонів залежить від нейромедіатора ГАМК - гамма-аміномасляної кислоти, яка пригнічує електричну активність нервових клітин. Заспокійливий препарат діазепам пригнічує напади завдяки тому, що стимулює викид ГАМК. Але якщо KCC2 мало або він працює не так, як повинно, нейромедіатор ГАМК стане не заспокоювати, а, навпаки, стимулювати активність нервових клітин.
У голих землекопів з мутацією в KCC2 так і відбувається: якщо їм дати діазепам, це тільки спровокує у гризунів судоми. Але якщо до діазепаму додати вуглекислий газ, тобто підвищити його концентрацію в повітрі навколо землекопів, то діазепам знову стане заспокійливим. Дослідники з Нью-Йоркського університету та Університету Гельсінкі, які ставили експерименти із землекопами і діазепамом, пишуть в Current Biology, що землекопам потрібен вуглекислий газ, щоб ГАМК-система могла зменшити активність нейронів.
Робота іонного KCC2-насоса вимагає багато енергії, тобто багато їжі, а голі землекопи, що живуть в складних розгалужених норах і майже не з'являються на поверхні, не завжди можуть багато їжі дістати. Зате в їхніх гніздах висока концентрація СО2 - наприклад, там, де живе і розмножується королева колонії, концентрація СО2 досягає 2,33% (тоді як в атмосферному повітрі його всього 0,03%). Землекопи змогли зменшити енергетичні витрати на KCC2, поклавшись на вуглекислий газ, який сам по собі здатний заспокоювати нейрони, діючи на рецептори ГАМК.
Швидше за все, те ж саме відбувається у дітей, схильних до фебрильних судомів. При підвищенні температури дитина починає частіше дихати, а значить, вуглекислий газ йде з організму швидше звичайного, а оскільки іонний KCC2-насос працює не так, як треба, нейрони починають діяти занадто сильно і починається судомний припадок.
Мутації в гені KCC2 зустрічаються також у людей з епілепсією, шизофренією, аутизмом, і не виключено, що їхні психічні аномалії частково пов'язані з тим, що через мутантну KCC2 в нейронах не працює гальмівна система. У такому випадку, вивчаючи особливості нейрофізіології землекопів, ми зуміємо знайти засіб, який зможе допомогти тим, хто страждає від подібних психоневрологічних патологій.
За матеріалами Phys.org