Regulacja stężenia cukru (glukozy) we krwi jest konieczna do prawidłowego funkcjonowania organizmu. Gdy glukozy jest zbyt mało, komórki nie mogą prawidłowo funkcjonować, ale gdy za dużo – tak jak w cukrzycy - pojawiają się poważne komplikacje zdrowotne.

Nowe badania nad poziomem cukru we krwi dotyczące nietoperzy przeprowadzili naukowcy ze Stowers Institute for Medical Research w Kansas City (USA).

Udało im się zarejestrować najwyższe naturalnie występujące stężenie glukozy we krwi jakie kiedykolwiek odnotowano u ssaka - 750 miligramów na decylitr. To 7,5 razy więcej niż normalny poziom u człowieka i kilka razy więcej niż poziom uznawany za szkodliwy dla ludzi. Tak wysoki wynik sugeruje, że nietoperze rozwinęły strategie przetrwania, a nawet rozwoju z tą ekstremalną cechą. Autorzy mają nadzieję, że ich prace przyczynią się do lepszego zrozumienia cukrzycy.

„Nasze badanie wykazało najwyższe poziomy cukru we krwi, jakie kiedykolwiek widzieliśmy w naturze — w przypadku innych ssaków byłyby śmiertelne i wywołały śpiączkę, ale nie szkodzą nietoperzom — powiedziała dr Jasmin Camacho. - Obserwujemy nową cechę, o której nie wiedzieliśmy, że jest możliwa”.

Trzydzieści milionów lat temu neotropikalny nietoperz liścionosy ożywiał się wyłącznie owadami. Od tego czasu nietoperze te zróżnicowały się w wiele różnych gatunków, zmieniając źródło pożywienia. Rodzina liścionosowatych charakteryzuje się największym wśród nietoperzy zróżnicowaniem pobieranego pokarmu. Niektóre żywią się owadami, inne nektarem i pyłkiem lub owocami. Największe gatunki zjadają drobne kręgowce, zaś trzy reprezentujące podrodzinę Desmodontinae (wampiry) odżywiają się wyłącznie krwią stałocieplnych kręgowców.

„Przyglądanie się zwierzętom, które istniały przez miliony lat, pozwala nam rozpocząć katalogowanie zmian, które zaszły w trakcie ewolucji — podkreśliła Camacho. - To, co sprawia, że neotropikalne nietoperze liścionosowate są tak wyjątkowe w badaniu, to fakt, że grupa ta składa się z wielu różnych gatunków o bardzo zróżnicowanej diecie, co umożliwia znalezienie odpowiedzi na temat tego, jak dieta ewoluuje. Mamy nadzieję, że będziemy mogli rozszerzyć tę wiedzę na inne ssaki, w tym ludzi. I że mogą istnieć sposoby, aby dowiedzieć się, jak lepiej chronić nasze własne zdrowie”.

Zespół badawczy udał się do dżungli Ameryki Środkowej, Ameryki Południowej i Karaibów, aby prowadzić badania terenowe przez kilka lat. Wyprawy, podczas których chwytano i wypuszczano nietoperze (catch-and-release) koncentrowały się na mierzeniu stężenia glukozy we krwi u prawie 200 dziko żyjących nietoperzy z 29 gatunków po jednorazowym podaniu jednego z trzech rodzajów cukrów związanych z dietą składającą się z owadów, owoców lub nektaru.

„Widzieliśmy różne sposoby przyswajania cukru — wchłaniania, magazynowania i wykorzystywania w organizmie — oraz to, jak proces ten stał się wyspecjalizowany ze względu na różne diety” — powiedziała uczestnicząca w badaniach doktorantka Andrea Bernal-Rivera.

Mechanizm utrzymywania poziomu cukru we krwi w wąskim, zdrowym zakresie (homeostaza glukozy) jest zwykle regulowana przez hormon insulinę – jej niedobór lub nieprawidłowe działanie prowadzą do cukrzycy. Różne gatunki nietoperzy liścionosowatych wykazują spektrum adaptacji do homeostazy glukozy, od zmian w anatomii jelit po zmiany genetyczne białek, które transportują cukier z krwi do komórek.

„Nietoperze owocożerne udoskonaliły swoją ścieżkę sygnalizacji insuliny, aby obniżyć poziom cukru we krwi — powiedziała Camacho. - Z drugiej strony nietoperze żywiące się nektarem tolerują wysoki poziom glukozy we krwi, podobny jak u osób z nieuregulowaną cukrzycą. Wyewoluowały inny mechanizm, który nie wydaje się zależeć od insuliny”.

Chociaż dokładny sposób, w jaki nietoperze żywiące się nektarem kwiatów radzą sobie z glukozą jest wciąż przedmiotem badań, naukowcy znaleźli potencjalne wskazówki dotyczące alternatywnych strategii metabolicznych mających na celu regulację poziomu glukozy. Zaobserwowano, że nietoperze z dietą bogatą w cukier mają dłuższe odcinki jelit i komórki jelitowe o większej powierzchni wchłaniania składników odżywczych z pożywienia, w porównaniu do nietoperzy z inną dietą. Ponadto, w odróżnieniu od nietoperzy owocożernych, mają ciągłą ekspresję genu odpowiedzialnego za transport cukru, cechę zaobserwowaną również u kolibrów.(PAP)

Paweł Wernicki

pmw/ agt/