Schmerz-Unempfindlichkeit ermöglicht highveld mole-Ratten Leben neben giftigen Natal droptail Ameisen.Bild: Dewald Kleynhans, Universität Pretoria
Neue Forschung zeigt, dass verschiedene Arten von African mole-rats haben sich eine unheimliche Fähigkeit zur Abwehr von bestimmten Arten von Schmerzen, einschließlich Beschwerden verursacht durch Säure, chili-Paprika, und Scharfer Senf. Diese Erkenntnisse könnten schließlich führen zu erweiterten schmerzlindernden Therapien bei Menschen.
Sie sind nicht die schönsten Dinge auf der Erde, aber die mole-Ratten sind zweifellos cool.
Die legendären nackt Maulwurf-Ratte, mit seiner Fähigkeit zu widerstehen, Krebs und Sauerstoffmangel und scheinbar der Tod selbst, neigt dazu, zu viel von der Forschung Aufmerksamkeit, aber es gibt mehrere andere Arten von mole-Ratten, die mit viel zu bieten. Neue Forschung veröffentlichte heute in der Wissenschaft zeigt, dass mehrere Arten African mole-rats erworben haben, eine Unempfindlichkeit gegenüber bestimmten Arten von Schmerzen. Genetische Veranlagung zu ermöglichen, diese unterirdische Nagetiere zu gedeihen in sonst bewohnbare Behausungen wie Höhlen kriecht mit giftigen Ameisen.
Die neue Studie, geführt von Debus Karlien und Ole Eigenbrod vom Max-Delbrück-Centrum für Molekulare Medizin in Deutschland, ist ein follow-up-Arbeit auf naked-mole-Ratten, die im Jahr 2008 zurück. Die frühere Studie, unter der Leitung von Thomas Park von der University of Illinois in Chicago, zeigte sich, dass nackt Maulwurf Ratten waren überraschend unempfindlich gegen Schmerzen, die durch Säure-und capsaicin, von denen die letztere gibt chili peppers, die Ihre Wärme.
Die neue Studie, die auch beteiligt Park, getestet Schmerz Unempfindlichkeit gegenüber einigen anderen Arten von Nagetieren, darunter neun Arten der African mole-rats und die gemeinsamen Maus. Sie wollte untersuchen, die molekularen Faktoren, die für die Schmerz-Unempfindlichkeit, mit der Hoffnung, dass diese Erkenntnisse könnten dazu führen, die Entwicklung von hochwirksamen Schmerzmitteln für den Menschen.
Ein Hochplateau Maulwurf-Ratte.Bild: Alison Barker, MDC
Für die Studie, die Forscher verabreicht, drei Stoffe, die in der Regel verursachen brennende Empfindungen in den Menschen und andere Tiere. Wichtig ist, dass diese Substanzen waren nicht willkürlich gewählt—Sie sind die Art von Dingen, die mole-Ratten zu kämpfen haben mit auf einer regelmäßigen basis. Insbesondere die mole-Ratten wurden ausgesetzt verdünnte Salzsäure (ein Analogon für ant venom), capsaicin (eine Zutat, die oft in der Maulwurf-Ratte, Lebensmittel) und allyl isothiocyanate AITC (reizend gefunden in den Wurzeln—ein weiteres Maulwurf-Ratte Lieblings—, die gibt, wasabi und Scharfer Senf Ihre Stempel). In einer Mail an Gizmodo, Debus beschrieben diese Stoffe als alle natürlichen und langfristig keine toxischen Eigenschaften, während das hinzufügen, dass die Experimente waren genehmigt durch ethische Kommissionen in Deutschland, Südafrika und Chicago.
Während die Verhaltens-Beurteilung von Schmerzen, kleine Mengen von diesen Substanzen injiziert wurden, in die Pfoten der Tiere. Nagetiere angezeigt Unbehagen, eine Verbindung, die durch lecken oder heben Ihre Tatzen, ein Prozess, der in der Regel dauerte etwa fünf Minuten. Tiere, die waren unempfindlich gegen die Schmerzen durchgeführt, die sich wie üblich, wie zu Fuß rund um und zeigen normale Graben und explorative Verhaltensweisen.
Insgesamt drei unabhängigen Maulwurf-Ratte Spezies, die cape mole-Ratte, die nackt Maulwurf-Ratte, und den ostafrikanischen Stamm Ratte, zuckte mit den Schultern aus der Säure, wie es war nichts. Zwei Arten, die Geburts-mole-Ratte und das nackt Maulwurf-Ratte, zeigte eine Unempfindlichkeit gegenüber capsaicin. Das Hochplateau Maulwurf-Ratte war in der Lage zur Abwehr der unangenehmen Effekte von AITC, Hervorhebung einen einzigartigen genetischen Anpassung an die Substanz.
“Dies ist, was ich Liebe über das Papier, wie molekulare Biologie, evolution und Zoologie kommen alle zusammen.”
“Wahrscheinlich werden die Tiere erworben haben, diese Bemerkenswerte Eigenschaft, die Anpassung an das Leben in einer bestimmten Umwelt”, Debus sagte Gizmodo. “Der Fall des highveld Maulwurf-Ratte-sharing seine Höhlen mit Ameisen produzieren ein in der Regel schmerzhaft Substanz ist ein wunderbares Beispiel dafür, wie die Umwelt die Formen der evolution über einen langen Zeitraum.”
Insbesondere das Hochplateau Maulwurf-Ratte beobachtet wurde, koexistieren mit dem giftigen Natal droptail Ameisen, eine Entdeckung gemacht von Daniel Hart, ein PhD-student an der Universität von Pretoria und co-Autor der neuen Studie.
“Ohne das wissen der Südafrikanischen Zoologen, dieses Papier wäre nicht das gleiche”, sagte Debus. “Dies ist, was ich Liebe über das Papier, wie molekulare Biologie, evolution und Zoologie kommen alle zusammen.”
In der Tat, die in der neuen Studie beteiligt waren auch einige sehr wichtige und aufschlussreiche molekulare Biologie. Genetische Sequenzierung-Technologie, zusammen mit einer Analyse von Gehirn und Rückenmark Gewebe entnommen, die Proben, konnten die Forscher genau bestimmen, welche Gene und molekularer Signalwege verantwortlich für diese heroische Fähigkeiten.
“Diese Studie macht spannende Einblicke in die Biologie der Schmerzen, die durch die Ermittlung, dass highveld mole-Ratten zeigen keine Schmerzen Reaktion auf AITC, die Chemische, die gibt wasabi und Senf Ihrer Schärfe,” neuropharmacologist Ewan St. John Smith von der Abteilung von Pharmakologie an der Universität von Cambridge schrieb in einer Mail an Gizmodo. “Dies ist aufgrund der erhöhten Aktivität eines bestimmten Moleküls namens NALCN in Ihrem Schmerz-sensing Nerven. Die Forscher verwendet zahlreiche Techniken, um den Angriff der Hypothese aus verschiedenen Richtungen, immer erreichen die gleichen Endpunkt—, dass die erhöhte NALCN Aktivität untermauert die highveld Maulwurf-Ratte Unempfindlichkeit gegen AITC,”, sagte Smith, die nicht in die neue Studie.
Die Forscher verwendeten Medikamente zu blockieren NALCN in der highveld mole-Ratten, die ihrerseits wieder die Schmerzempfindlichkeit zu AITC und durch logische Erweiterung, um die Geburts-droptail ant venom. Dies “zeigt das Potenzial für den Einsatz von Medikamenten zu modulieren NALCN-Aktivität zur Behandlung von Schmerzen bei Menschen”, sagte Smith. Das ist gut, fügte er hinzu, weil Kliniker müssen mehr Waffen in Ihrem arsenal zur Behandlung von Schmerzen bei verschiedenen Menschen.
“[T]his-Studie zeigt, dass die macht das Studium natürlich vorkommende Unterschiede in der Schmerzempfindlichkeit,” sagte er. “Für die Wissenschaftler zu verwalten, in ein paar Jahren, was die evolution hervorgebracht hat, die über Jahrtausende ist vielleicht eine unfaire Herausforderung!”
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