Τι κάνει το poison dart βάτραχο ανθεκτικό στο δικό του δηλητήριο;

Poison Dart Frog

Χρυσός δηλητηριώδης βάτραχος (Phyllobates τρομεροί) είναι ένα από τα πιο θανατηφόρα δηλητηριώδη ζώα στον κόσμο. Αυτά τα ζώα είναι ενδημικά στις ακτές του Ειρηνικού της Κολομβίας. Ένα μέσο ένα χιλιοστόγραμμα δηλητηρίου διαθέσιμο σε έναν βάτραχο είναι αρκετό για να σκοτώσει 10-20 ανθρώπους¹. Οι ιθαγενείς εκθέτουν προσεκτικά τον βάτραχο στη ζέστη μιας φωτιάς και ο βάτραχος εκπέμπει μικρές ποσότητες δηλητηριώδους υγρού. Οι άκρες των βελών και των βελών είναι εμποτισμένες στο υγρό. Η θανατηφόρα επίδρασή τους διατηρήθηκε για πάνω από δύο χρόνια². Το ενδιαφέρον ερώτημα είναι τι κάνει τον ίδιο τον βάτραχο ανθεκτικό σε αυτό το θανατηφόρο δηλητήριο!

Πώς παράγεται η τοξίνη;

Αυτά τα ζώα αποθηκεύουν την Batrachotoxin, μια στεροειδική αλκαλοειδή τοξίνη στους αδένες του δέρματος τους. Αυτή η τοξίνη στην πραγματικότητα δεν συντίθεται από τους βατράχους. Όταν αυτοί οι βάτραχοι απομακρύνονται από το φυσικό τους περιβάλλον και εκτρέφονται σε αιχμαλωσία, χάνουν την τοξικότητα του δέρματος. Αυτό οδηγεί στο συμπέρασμα ότι οι βάτραχοι συνθέτουν την τοξίνη από τη διατροφή τους.

Η τοξικότητα αυτών των βατράχων εμφανίζεται από την κατανάλωση μικρών εντόμων ή άλλων αρθρόποδων. Πρόσφατα έχει προταθεί ότι η τοξίνη μπορεί να προέρχεται από μια μικρή οικογένεια σκαθαριών που ονομάζονται Melyridae. Ένα είδος αυτού του σκαθαριού βρέθηκε να παράγει αυτήν την τοξίνη.³

Φυσιολογία της τοξίνης

Οι μπατραχοτοξίνες είναι ισχυροί ρυθμιστές των διαύλων νατρίου που καλύπτονται από τάση. Διατηρούν τα κανάλια νατρίου αμετάκλητα ανοιχτά και εκπολώνουν τα νευρικά και μυϊκά κύτταρα. Έτσι, εμποδίζουν τα νεύρα να μεταδώσουν νευρικές ώσεις και τελικά καταλήγουν σε παράλυση των μυών. Η καρδιά είναι επίσης ευαίσθητη και καταλήγει σε καρδιακή ανεπάρκεια.⁴

Μπορεί να σας ενδιαφέρει Νέα είδη μυρμηγκιών που ανακαλύφθηκαν από το στομάχι ενός βατράχου!

Γιατί η τοξίνη δεν επηρεάζει τον ίδιο τον βάτραχο;

Για να ανακαλύψουν τον λόγο πίσω από την αντίσταση στην μπατραχοτοξίνη σε αυτούς τους βατράχους, ερευνητές από το State University of New York⁵ εξέτασαν την αλληλουχία αμινοξέων των καναλιών νατρίου στους μύες τους. Και βρήκαν πέντε φυσικές υποκαταστάσεις αμινοξέων. Τώρα δοκίμασαν αυτές τις πέντε μεταλλάξεις σε αρουραίους για να αναγνωρίσουν τον πραγματικό ήρωα.

Τέλος, κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι μια μόνο υποκατάσταση αμινοξέος ήταν υπεύθυνη για την αντίσταση στη βατραχοτοξίνη. Η μία αντικατάσταση που παρέμεινε ανθεκτική ονομάστηκε N1584T. Σε αυτή τη μετάλλαξη, το αμινοξύ ασπαραγίνη αντικαταστάθηκε με θρεονίνη.⁵

Μια ισοδύναμη υποκατάσταση ασπαραγίνης σε θρεονίνη όχι μόνο διατήρησε τη λειτουργική ακεραιότητα των διαύλων νατρίου στους μυς του αρουραίου, στους μυς του αρουραίου, αλλά επίσης τα κατέστησε εξαιρετικά ανθεκτικά στη βατραχοτοξίνη. Και το ενδιαφέρον εύρημα είναι ότι, μια τέτοια αντίσταση θα μπορούσε να εξελιχθεί μέσω μιας μόνο νουκλεοτιδικής μετάλλαξης.