Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy

Recommended Posts

Tarantule i papryczki chili wydają się nie mieć ze sobą nic wspólnego, okazuje się jednak, że mają. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Francisco odkryli, że stosują podobne taktyki odstraszania drapieżników.

Jad gatunku tarantuli występującego na Trynidadzie i Tobago, Psalmopoeus cambridgei (zwanego kiedyś Santaremia longipes lub Psalmopoeus cambridgii), zawiera toksyny uruchamiające te same receptory bólowe (TRPV1), co alkaloid papryczki chili kapsaicyna.

Zidentyfikowaliśmy nowy mechanizm, za pomocą którego jady wywołują ból i wykazaliśmy, że jest on podobny do taktyki wykorzystywanej przez papryki do generowania podobnych odczuć — powiedział biolog molekularny David Julius. I pająki, i rośliny wytworzyły podobny sposób odstraszania drapieżników.

Kiedy Julius i jego zespół, którzy opisali swoje odkrycia na łamach pisma Nature, badali jad pająka w laboratorium, uzyskali reakcję płodowych komórek nerek z receptorami, nie zaobserwowali jej natomiast w przypadku komórek bez receptorów. Normalne komórki nerek produkują w odpowiedzi na działanie toksyny duże ilości jonów wapnia. Naukowcy wyizolowali również z jadu pająka 3 składniki. Po posmarowaniu nim łap myszy z receptorami wykazywały objawy zapalenia i bólu (kończyny puchły). U transgenicznych gryzoni bez receptorów nic się natomiast nie wydarzyło.

Badacze skoncentrowali się na zrozumieniu podłoża molekularnego bólu, wierząc, że inne pająki rozwinęły podobne mechanizmy obronne. Potwierdziło się to w odniesieniu do kolejnego gatunku tarantuli, tym razem pochodzącego z południowo-wschodniej Azji.

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
      Naukowcy, którzy próbują odtworzyć amerykańskie łąki, natrafili na poważny problem. Okazało się, że nasiona rodzimych roślin, za pomocą których chciano odzyskać utracone ekosystemy, były natychmiast zjadane przez myszy. Biolodzy postanowili więc znaleźć substancję, która ochroni nasiona przed gryzoniami.
      Zwrócili uwagę na kapsaicynę, aktywny składnik papryczek chili. Okazało się, że to działa. Po wysianiu nasion pokrytych kapsaicyną ich liczba zjadana przez myszy spadła aż o 86%.
      Opracowanie nowej metody wymagało jednak wielu prób i błędów. Jednym z najpoważniejszych wyzwań było znalezienie i wytworzenie takiej sproszkowanej kapsaicyny, która odstraszy myszy, ale nie zaburzy kiełkowania. Ponadto powłoka ochronna musiała utrzymać się przez kilka miesięcy, nie mogły zmyć jej deszcze, nie mogła też rozłożyć się pod wpływem promieni słonecznych.
      Poszukiwanie odpowiedniego związku zajęło 4 lata. To intensywnych badaniach i eksperymentach polowych okazało się, że najlepiej działa kapsaicyny pozyskana z odmiany Naga Jolokia. To jedna z najbardziej pikantnych papryk świata, w skali Scoville'a uzyskuje ponad milion jednostek.
      Autorzy pracy zauważają, że przy okazji wykazali, iż możliwe jest wykorzystanie nietoksycznych naturalnych składników roślinnych podczas prac związanych z odtworzeniem naturalnych ekosystemów.

      « powrót do artykułu
    • 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
      Sprej do nosa zawierający kapsaicynę, składnik odpowiedzialny za palący smak pikantnych odmian papryki, może pomóc w leczeniu niektórych rodzajów zapalenia zatok (Annals of Allergy, Asthma & Immunology).
      Zespół doktora Jonathana Bernsteina z University of Cincinnati porównywał skuteczność spreju z wyciągiem z papryki ze sprejami placebo. W 2-tygodniowym eksperymencie wzięło udział 44 ochotników. Wszyscy cierpieli na niealergiczny nieżyt nosa: mieli zatkany nos, odczuwali ból zatok przynosowych i ucisk w ich okolicy.
      Zasadniczo stwierdziliśmy, że sprej był bezpieczny i skuteczny w leczeniu niealergicznych nieżytów nosa. Okazało się, że pacjenci, którzy stosowali preparat z kapsaicyną, odczuwali poprawę szybciej (średnio w ciągu minuty od zastosowania) niż przedstawiciele grupy stosującej placebo.
      Niealergiczny nieżyt nosa jest wywoływany nie przez alergeny, ale przez czynniki środowiskowe (np. pogodę, chemię domową czy perfumy), choć znane są także zespoły o nieznanej etiologii. To pierwsze badanie kliniczne z grupą kontrolną, w ramach którego udało się zaprząc kapsaicynę do kontrolowania objawów w dłuższym okresie. Poczyniono spory krok naprzód, ponieważ nie dysponujemy naprawdę dobrymi terapiami niealergicznego nieżytu nosa [najwięcej trudności leczniczych stwarzają wspomniane wyżej nieżyty o nieznanej etiologii]. Co ważne, udało się przygotować preparat o właściwym składzie (chodzi, oczywiście, o stężenie kapsaicyny), podczas gdy we wcześniejszych testach konieczne było podawanie znieczulenia.
    • By KopalniaWiedzy.pl
      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.
    • 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.
×
×
  • Create New...