У голого землекопа необычно устроены некоторые реакции на раздражители. Исследования показали различия между воздействием кислоты, жгучего вещества и усилением чувствительности при воспалении. Каждое наблюдение относится к определённому механизму.
Какие реакции сохраняются
В работе две тысячи восьмого года учёные сравнили голых землекопов и мышей. Проверяли поведение животных и отдельно записывали работу чувствительных нервных волокон. Такое сочетание помогало различить обнаружение раздражителя клеткой и последующую защитную реакцию организма.
Землекопы почти не показывали характерного болевого поведения при действии кислоты и капсаицина — вещества, придающего перцу жгучесть. Однако они отвечали на другие болезненные воздействия. После воспаления чувствительность к механическому раздражению усиливалась, тогда как соответствующее усиление реакции на тепло отсутствовало.
С капсаицином обнаружилось особенно важное различие. Чувствительные нервные клетки землекопа на него реагировали, но это возбуждение не сопровождалось обычным болевым поведением. Исследователи также выявили особенности связей таких нервных волокон с клетками спинного мозга.
Получается, отсутствие определённого поведения нельзя автоматически объяснить тем, что кожа ничего не обнаруживает. В одной системе важны свойства чувствительных клеток, в другой — дальнейшая передача и обработка сигнала. Сохранённые реакции также показывают, почему выражение «землекоп совсем не чувствует боли» слишком широко.
Как кислота мешает нервному сигналу
Исследование две тысячи одиннадцатого года уточнило причину нечувствительности к кислому раздражению. Обычно кислота возбуждает особые чувствительные нервные клетки. Для этого в их оболочке работают белковые каналы, через которые проходят заряженные частицы. Первоначальное возбуждение должно затем запустить распространяющийся нервный сигнал.
У землекопа обнаруживающие кислоту каналы оказались похожими на соответствующие каналы других позвоночных. Поэтому объяснение через полное отсутствие обнаружения кислоты не подходило. Существенное различие нашли на следующем этапе, связанном с натриевыми каналами, открывающимися при изменении электрического напряжения клеточной оболочки.
Кислота сильнее подавляла натриевые токи в чувствительных клетках землекопа, чем в клетках мыши. Учёные описали особый вариант одного натриевого канала. Его выраженное торможение протонами — положительно заряженными частицами, связанными с кислотностью, — могло препятствовать запуску нервного импульса.
Таким образом, кислота действовала сразу в двух направлениях: возбуждала одни каналы и тормозила другой необходимый канал. У землекопа итог смещался в сторону подавления запуска сигнала. Это объяснение касается кислотной чувствительности нервных клеток. Оно не означает, что кислота не повреждает ткани, что кожа непроницаема для раздражителей или что животное защищено от любых химических воздействий. Чувствительность канала и сохранность ткани — разные вопросы, которые нельзя подменять друг другом.
Почему воспаление иначе меняет чувствительность
В работе две тысячи шестнадцатого года исследовали ещё один механизм. В центре внимания оказался фактор роста нервов — вещество, которое участвует в повышении болевой чувствительности. У землекопов его воздействие не вызывало обычного усиления реакции на тепло.
Исследователи проверили изолированные чувствительные нервные клетки. Канал, воспринимающий капсаицин, у землекопа был работоспособным. Однако обработка фактором роста нервов не делала этот канал более чувствительным, как ожидалось для обычной цепочки усиления ответа.
Различие связывали с рецептором фактора роста нервов. Рецептор — белок, который принимает сигнал от определённого вещества и передаёт его дальше внутри клетки. У землекопа он слабее включал пути, повышающие чувствительность капсаицинового канала. Авторы установили, что небольшие изменения аминокислотного состава определённого участка рецептора могли снижать его работу.
Это позволяет отделить способность реагировать на раздражитель от последующего усиления реакции. Работоспособный чувствительный канал может присутствовать, а управляющая им цепочка повышения чувствительности действовать иначе. Результат объясняет конкретное отсутствие тепловой гиперчувствительности и не утверждает, что все воспалительные процессы у землекопа выключены. Вместе с предыдущими работами он показывает несколько отдельных уровней необычной болевой чувствительности: обнаружение раздражения, запуск импульса и изменение силы ответа. Для разных раздражителей сочетание этих уровней оказывается различным.
Что показывает иллюстрация
На изображении голый землекоп стоит на грунте. Видны складчатая почти голая кожа, маленькие глаза, крупные резцы и тонкий хвост. Такой портрет помогает узнать животное. По внешнему виду нельзя определить работу нервных каналов, измерить чувствительность к кислоте или доказать отсутствие болевой реакции.
АмфибииКак лёгкие лягушки участвуют в слухе
Морские животныеКак осьминог плавает с помощью струи воды
АмфибииПочему у головастика исчезает хвост
НасекомыеПочему светятся светлячки