Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Gryzonie z rodzaju Neotoma, które żyją na pustyniach południowego zachodu USA, żywią się toksycznymi roślinami. Poza tym na zamieszkiwanych przez nie terenach niewiele można znaleźć do jedzenia. By poradzić sobie z trującą dietą, zwierzęta stosują kilka trików: kosztują różnych toksycznych roślin, zjadają mniejsze posiłki, zwiększają upływający między nimi czas i jeśli jest dostępna, piją więcej wody (Functional Ecology).

Przez dziesięciolecia próbowaliśmy zrozumieć, jak roślinożercy radzą sobie z toksyczną dietą. To studium porównuje przedstawicieli rodzaju Neotoma, którzy żywią się pojedynczą rośliną – jałowcem - z innym gatunkiem zjadającym kilka rodzajów roślin, w tym niewielkie ilości jałowca. Próbujemy zrozumieć, jak gryzonie regulują dawkę toksycznych związków, obserwując, jak często i ile jedzą. Odkryliśmy, że Neotoma jedzące wiele rodzajów roślin skuteczniej ograniczają spożycie toksyn od zwierząt z menu składającym się wyłącznie z jałowca – wyjaśnia prof. Denise Dearing z University of Utah.

Wyspecjalizowany gatunek (jedzący tylko jałowiec) wytworzył w toku ewolucji enzym wątrobowy, który pozwala na zmetabolizowanie dużych ilości toksyn jałowca. Gatunek holistyczny, który może przetworzyć niewielkie ilości różnych fitotoksyn, zmienia zaś swoje zachowania konsumpcyjne, by uniknąć zbyt dużych stężeń trucizn.

Z Dearing współpracowali Ann-Marie Torregrossa (obecnie na Uniwersytecie Stanowym Florydy) oraz Anthony Azzara of Bristol-Myers Squibb.

Amerykanie badali dwa nocne gatunki Neotoma z obszaru Wielkiej Kotliny: szczura drzewnego Neotoma albigula, który żywi się m.in. jałowcem, Artemisia tridentata i jukką, a także wyspecjalizowanego Neotoma stephensi, którego dieta w 90% składa się z jałowca. Jedenaście N. albigula schwytano w Castle Valley w Utah, a 7 N. stephensi w pobliżu Wupatki National Monument w Arizonie.

Podczas eksperymentów obu gatunkom podawano coraz większe ilości zwykłego pożywienia N. stephensi – jałowca Juniperus monosperma. Roślina ta zawiera kilkadziesiąt terpenów, zwłaszcza α-pinen. Powoduje on utratę wody, dlatego gryzonie podwajające spożycie wody pozostały na tyle zdrowe, by nadal brać udział w studium. Niestety, 6 N. albigula straciło 10% masy ciała, co oznaczało, że zdechłyby, jeśli eksperymenty na nich byłyby kontynuowane.

Amerykanie rozdrabniali wysuszony jałowiec w blenderze, a powstałą w ten sposób papkę łączyli z karmą dla królików. Dawki rośliny i toksyny miały wzrastać, zastosowano więc następujący schemat: 0%, 25%, 50%, 75% i 90% jałowca (każda z dawek obowiązywała przez 3 kolejne noce). Przez 15 dni monitorowano wagę zwierząt, spożycie pokarmu i wody. Pokarm odważano. Za rozpoczęcie posiłku uznawano sytuację, gdy gryzoń zjadł co najmniej 0,1 g paszy. Musiał też spędzić na jedzeniu 5 min lub więcej.

Wyspecjalizowane gryzonie utrzymały wagę i nie zmieniły tego, jak dużo i jak często jadły. U gatunku holistycznego, w miarę jak ilość jałowca w karmie wzrosła od 0 do 90%, nastąpił spadek wagi, zmniejszenie wielkości posiłku o połowę (zmniejszyła się też liczba posiłków), czas między posiłkami wzrósł o 10%, a ilość wypijanej wody podwoiła się. Skąd N. albigula wie, kiedy zacząć ograniczać jedzenie? Myślimy, że istnieją receptory w przewodzie pokarmowym, które monitorują spożycie toksyny. Niewykluczone, że przypominają receptory goryczy z języka. Inni badacze wykryli je w jelitach innych gatunków gryzoni. Jeśli aktywacji ulega odpowiednia liczba receptorów, do mózgu dociera sygnał, by zastopować jedzenie jałowca.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Helicobacter pylori to jedyne bakterie, które są w stanie przeżyć w ludzkim żołądku. Zakażenie zwiększa ryzyko raka żołądka. Naukowcom dopiero teraz udało się jednak opisać, w jaki sposób bakteryjne toksyny zaburzają pracę mitochondriów i prowadzą do wzmożonej apoptozy.
      Jak wyjaśnia prof. Steven Blanke z University of Illinois, jedną z oznak przewlekłego zakażenia H. pylori jest nasilenie apoptozy. Może się to przyczyniać do rozwoju raka na kilka sposobów. Po pierwsze, apoptoza uszkadza nabłonek błony śluzowej żołądka, a chroniczne uszkodzenie jakiejkolwiek tkanki stanowi czynnik ryzyka nowotworu. Po drugie, zwiększenie liczby apoptycznych komórek może napędzać hipernamnażanie komórek macierzystych, które mają naprawiać szkody. Zwiększa to prawdopodobieństwo mutacji i nowotworu.
      Wcześniejsze studia pokazały, że VacA, białkowa toksyna wytwarzana przez H. pylori, uruchamia apoptozę. Nie było jednak wiadomo, jaki mechanizm leży u podłoża tego zjawiska. Naukowcy ustalili tylko, że VacA obiera na cel mitochondria. By zrozumieć, co dzieje się podczas ataku bakterii na żołądek, trzeba pamiętać, że zaspokajając potrzeby energetyczne, w zdrowej komórce mitochondria zlewają się i tworzą wydajne sieci i że nie są one tylko centrami energetycznymi, ponieważ regulują także śmierć komórkową.
      Badając, jak komórki reagują na zakażenie H. pylori, Amerykanie zauważyli, że bakterie wywołują rozszczepianie mitochondriów. Fuzja i rozszczepianie to 2 dynamiczne, przeciwstawne procesy, które muszą pozostawać w równowadze, by regulować strukturę i funkcjonowanie mitochondriów. Infekcja H. pylori lub podanie samej VacA daje jednak przewagę rozszczepowi.
      Zespół Blanke'a odkrył, że VacA przyciąga do mitochondriów białko gospodarza Drp1. Kolejne eksperymenty pokazały, że związany z Drp1 rozpad sieci mitochondrialnych prowadził do aktywacji stymulującej apoptozę proteiny Bax.
      Związek między działaniem VacA na mitochondria i zależną od Bax śmiercią komórkową nie był wcześniej znany - podkreśla Blanke.
      Dysfunkcje mitochondrialne wiążą się z wieloma chorobami: od nowotworów po choroby neurodegeneracyjne, takie jak parkinsonizm czy alzheimeryzm. Dotąd, mimo że wiedziano, że kilkadziesiąt bakterii i wirusów bezpośrednio atakuje mitochondria, nie dysponowano jednak metodologią badania potencjalnego związku między infekcjami bakteryjnymi a chorobami mitochondrialnymi. Dzięki pracom zespołu Blanke'a zyskano potrzebne do tego narzędzie.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Grzywak (Lophiomys imhausi), żyjący we wschodniej Afryce gryzoń z rodziny chomikowatych, wykorzystuje toksynę z kory i korzeni rosnącego w tych samych rejonach drzewa Acokanthera schimperi, by odstraszyć atakujące go drapieżniki.
      Jak tłumaczą członkowie brytyjsko-kenijsko-amerykańskiego zespołu Jonathana Kingdona z Uniwersytetu Oksfordzkiego, "niejadalność przez przywłaszczenie" jest wykorzystywana przez wiele bezkręgowców i przez kilka grup kręgowców. Dotąd podobnego mechanizmu obronnego nie opisano u żadnego ssaka łożyskowego. Grzywakowi należy się więc palma pierwszeństwa. Zwierzę miażdży i żuje korzenie oraz korę A. schimperi, a następnie zaczyna się ślinić na wyspecjalizowane włosy, które nasiąkają toksyną na wypadek ugryzienia przez napastnika. Gryzoń wykorzystuje właściwości kardenolidu blisko spokrewnionego ze strofantyną, czyli związkiem chemicznym stosowanym przez Masajów do zatruwania strzał.
      Naukowcy nadal nie mogą wyjść z podziwu, że żując toksyczną roślinę, grzywak sam się nie zatruwa, ponieważ od dawna podkreśla się, że występujące w A. schimperi związki pozwalają zabić dużo większego od gryzonia słonia.
      Przed publikacją artykułu ekipy prof. Kingdona pojawiały się doniesienia o psach, które padały martwe po ugryzieniu grzywaka. Wcześniej nikt nie miał jednak pojęcia, że gryzoń wspomaga się trującą rośliną. Spokojny grzywak wygląda jak skrzyżowanie skunksa ze szczurem i jeżem. Gdy zaatakują go szakal czy lampart, nie ucieka, tylko zastyga w bezruchu i eksponuje biegnący po boku czarno-biały pas. To tutaj znajdują się włosy z toksyną.
      Toksyna jest związkiem organicznym [glikozydem nasercowym]. Wszyscy mamy jej trochę w organizmie, gdzie kontroluje siłę tętna, lecz jeśli ilość jest za duża, serce pracuje tak intensywnie, że może dojść do zawału.
      Szczegółowe badania pod mikroskopem ujawniły, że włosy na boku mają nietypową budowę. Pobierają toksynę podobnie jak knot świecy roztopiony wosk, dzięki czemu każdy włosek jest wysycony maksymalną dawką trucizny. Nikt z nas nie widział włosów tak złożonych jak te: z ukośnym splotem [kratownicą] w rejonie ściany i pęczkiem delikatnych włókien w rdzeniu. Byliśmy zaskoczeni skutecznością podsiąkania cieczami oraz ich magazynowania - podkreśla prof. Fritz Vollrath. Poza czarno-białym pasem na boku, reszta włosów grzywaka ma typową budowę włosów ssaczych. Biolodzy są przekonani, że "sugestywne" ubarwienie z flanki skłania drapieżców do kąsania jedynej toksycznej części L. imhausi. Jeśli napastnik nie umrze w wyniku zatrucia, w przyszłości na pewno nie będzie już chciał polować na grzywaka.
      Obserwowaliśmy grzywaka, który obrywał trującą korę prosto z drzewa, przeżuwał ją, a następnie celowo rozprowadzał na bokach powstałą w ten sposób papkę. Znajdujące się tam włosy są tak pomyślane, by działając jak knot, szybko wchłonęły toksyczną miksturę - opowiada Kingdon. Profesor dodaje, że jeże czasem wgryzają się w gruczoły jadowe ropuch i rozprowadzają toksynę po kolcach, ale taktyka ta nie może raczej doprowadzić do niczyjego zgonu i wywołuje zwykły dyskomfort.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcom z Washington University udało się opisać mechanizm działania jednej z toksyn, wykorzystywanych przez bakterie do atakowania komórek. Bakterie są odporne na swoje własne tokyny, a ich szczegółowe poznanie daje nadzieję na wyprodukowanie leków, dzięki którym bakterie staną się wrażliwe na własną broń.
      Uczeni rozszyfrowali strukturę toksyny i antytoksyny wykorzystywanych przez Streptococcus pyogenes. Gdyby nie antytoksyna, bakteria zabiłaby samą siebie - mówi doktor Craig L. Smith, autor badań.
      U wspomnianej bakterii antytoksyna jest połączona z toksyną i staje się nieaktywna gdy dochodzi do zmiany jej kształtu. To pięta achillesowa bakterii, którą chcielibyśmy wykorzystać. Lek, który ustabilizowałby nieaktywną formę, uwolniłby toksynę wewnątrz bakterii - powiedział profesor Thomas E. Ellenberger.
      Wykorzystywanej przez Streptococcus pyogens toksynie zwanej w skrócie SPN towarzyszy antytoksyna IFS, która chroni bakterię. Uczeni chcą znaleźć lek, który spowoduje, że IFS pozostanie nieaktywna w kontakcie z SPN i bakteria zginie od własnej toksyny.
      Pomiędzy bakteriami a ich gospodarzami toczy się ciągła wojna. Wspomagamy system odpornościowy antybiotykami, ale jako że bakterie potrafią się na nie uodpornić, ciągle potrzebujemy nowych leków - stwierdza Smith. Parę toksyna-antytoksna wykorzystuje wiele bakterii, ale obecnie nie istnieją lekarstwa, których celem byłoby niszczenie mechanizmu chroniącego bakterię przed jej własnymi toksynami.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Prosząc o deszcz, Indianie z plemienia Zoque od wieków zatruwali wody groty siarkowej Cueva de Villa Luz w południowym Meksyku roślinną toksyną. Oszołomione ryby można bez większych problemów wyłowić do koszyka. Okazało się, że praktyka religijna wpłynęła na ewolucję jaskiniowych ryb. Tylko te, które uodporniły się na występujące w paście z barbasco (Lonchocarpus urucu) rotenon i deguelinę, były w stanie przeżyć i wydać na świat potomstwo.
      Ryby były znieczulane co roku pod koniec pory suchej w Wielkim Tygodniu. Indianie mełli przypominające marchew korzenie i mieszali papkę z wapieniem. W ten sposób powstawała umieszczana w liściach pasta. Zawiniątka umieszczano w odległości 100 metrów w głąb jaskini. Przedstawiciele ludu Zoque wierzą, że ryby stanowią dar od podwodnych bóstw. Złowione okazy uzupełniały menu Indian do czasu zbiorów.
      Zespół Michaela Toblera, ekologa ewolucyjnego z Uniwersytetu Stanowego Oklahomy, badał molinezje meksykańskie (Poecilia mexicana). Sprawdzano, jak ryby te dostały się do podziemi i jak udało im się przeżyć mimo obecności siarkowodoru. Amerykanie dowiedzieli się o ceremonii i uczestniczyli w niej w 2007 r. Chcąc uchwycić ewentualny wpływ rytuału na ewolucję molinezji, naukowcy złowili okazy z zatruwanych rokrocznie wód i z położonych wyżej rejonów. Potem w akwariach z rybami umieszczono korzenie barbasco. Okazało się, że egzemplarze z zatruwanych rejonów były bardziej oporne na toksynę od niepodtruwanych P. mexicana. Udawało im się pływać w skażonej wodzie prawie o 50% dłużej. Oznacza to, że z biegiem lat dobór naturalny zaczął faworyzować osobniki radzące sobie z trucizną.
      Obecnie rząd zakazał Zoque odprawiania ceremonii, ale Tobler i jego zespół mają nadzieję, że określając rzeczywisty wpływ rytuału na molinezje, uda się przygotować zalecenia dla Indian i władz, aby podtrzymać starą tradycję. Ze szczegółami dotyczącymi studium Amerykanów można się zapoznać na łamach pisma Biology Letters.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Antoinette Hayes z Pfizer Research uważa, że za śmierć Aleksandra Wielkiego odpowiada trucizna z wód Styksu. Amerykanka twierdzi, że do zgonu sławnego wodza doszło przez wtórny metabolit bakterii Micromonospora echinospora - kalicheamycynę. Referat nt. trucizny ze Styksu w ujęciu współczesnej geologii i toksykologii zostanie wygłoszony na XII Międzynarodowym Kongresie Toksykologii w Barcelonie.
      Starożytni uważali, że woda ze strumienia Styks w północnej Arkadii jest szkodliwa dla zdrowia. Ponoć z tego powodu identyczną nazwę nadano głównej rzece mitologicznego podziemnego świata. Na łodzi Charona musiała ją przebyć każda dusza zmierzająca do Hadesu. W tym samym miejscu uświęcone przysięgi składali też bogowie. Jeśli kłamali, Zeus zmuszał ich do wypicia wody, która działała powalająco. Hezjod, grecki poeta z VIII w. p.n.e., pisał, że przez rok bogowie nie mogli się ruszyć, oddychać ani mówić – wyjaśnia współautorka studium, Adrienne Mayor z Uniwersytetu Stanforda.
      Grecki geograf Pauzaniasz, autor 10-tomowego dzieła Periegesis tes Hellados (Wędrówki po Helladzie), utrzymywał, że woda z rzeki niszczy kryształy, ceramikę i brąz. Jedyną odporną na korozję rzeczą są kopyta muła bądź konia. Mayor, znana z książki pt. Król trucizny będącej biografią Mitrydatesa VI Eupatora, króla Pontu z dynastii Mitrydatydów, podkreśla, że żaden ze starożytnych twórców nie negował toksycznych właściwości Styksu.
      Hayes rzuca nieco światła na M. echinospora. To bardzo toksyczna Gram-dodatnia bakteria glebowa, która dopiero ostatnio znalazła się w kręgu zainteresowań współczesnej nauki. Odkryto ją w latach 80. w caliche, kruchych osadach złożonych głównie z węglanu wapnia, których pełno w Grecji.
      Niestety, geochemia Styksu, nazywanego dziś Mavroneri (Czarną Wodą), dotąd nie zajmowała naukowców. Z tego powodu trudno byłoby potwierdzić teorię kalicheamycynową. Nawet same Mayor i Hayes przyznają, że nie wiadomo, czy Aleksander Wielki naprawdę uległ zatruciu. Panie zaznaczają, że niczego nie sugerują ani nie opowiadają się za lub przeciwko jakiejś wersji wydarzeń. Nie da się jednak zaprzeczyć, że święta trucizna, którą posługiwali się sami bogowie, byłaby idealna dla postrzeganego jako półbóstwo Aleksandra.
      Wódz zachorował w Babilonie podczas jednej z całonocnych pijatyk. Uskarżał się na przeszywający ból w okolicach wątroby. Miał bardzo wysoką gorączkę. W ciągu 12 kolejnych dni jego stan się pogarszał. Nie mógł mówić, poruszał tylko oczyma. Na końcu zapadł w śpiączkę. Specjaliści, którzy próbowali odtworzyć przyczynę jego śmierci, wspominali o otruciu lub przypadkowym zatruciu ciemiernikiem, tojadem, strychniną lub arsenem, przepiciu, sepsie, zapaleniu trzustki, gorączce zachodniego Nilu, malarii i durze brzusznym.
      Mayor uważa, że objawy Aleksandra Macedońskiego i przebieg choroby wydają się pasować do greckich mitów związanych ze Styksem. Przywódca stracił głos, jak bogowie, którzy wpadali w niby-śpiączkę po wypiciu wody z rzeki.
      Wielu toksykologów nie zgadza się z hipotezą otrucia Aleksandra, ponieważ mało która trucizna wywołuje gorączkę, a w starożytności znano ich jeszcze mniej niż obecnie. Kalicheamycyna występuje jednak naturalnie i jest silnie cytotoksyczna, słowem – to idealna kandydatka na morderczynię słynnego króla.
×
×
  • Create New...