• Виктор
  • Статьи
  • 1 мин. чтения

Раскрыт секрет быстрого заживления ран у насекомых


(A-G) Гемолимфа, вытекающая из раны гусеницы через 10-15 с после нанесения раны. Прямая нить в (D) указывает на то, что гемолимфа либо увеличила свою вязкость, либо стала вязкоупругой / © Pavel Aprelev et al.

Насекомые мало похожи на млекопитающих, но нечто общее у них есть — кровь. Вернее, кровью мы называем жидкость, которая течет внутри организма позвоночных и обеспечивает газообмен. У насекомых (и других беспозвоночных) это гемолимфа. У нее совершенно иной состав: нет гемоглобина и тромбоцитов, защитную функцию лейкоцитов выполняют гемоциты. Гемолимфа переносит питательные вещества по организму и, как и кровь, заживляет раны.

У разных насекомых разная концентрация гемолимфы, а ее свертывание при повреждениях длится от нескольких секунд до нескольких часов. Правда, сам процесс свертывания остается плохо изученным. Предполагалось, что, например, у гусениц, чья гемолимфа богата гемоцитами, белки липопротеины и гемоцитин могут в числе первых реагировать на повреждения и образовывать тромбы.

Группа исследователей из Клемсонского университета (США) решила восполнить пробелы в знаниях о физике гемостаза у насекомых. В качестве модельного организма выбрали личинку табачного бражника (Manduca sexta). Дело в том, что у этих гусениц ответная реакция на ранение занимает всего несколько секунд и требует нескольких капель гемолимфы. Эта особенность одновременно и загадка, и проблема, ведь при такой скорости сложно исследовать свойства гемолимфы с помощью привычных методов (95% попыток были неудачными). Поэтому авторы исследования разработали новые способы, результаты своей работы опубликовали в журнале Frontiers in Soft Matter.

Гемолимфа капает из отрезанной антенны таракана. Голова (не изображена) находится слева. (A) После отрезания конца антенны гемолимфа продолжала течь к этому участку. Примерно за 6 секунд образовалась капля. Через 5,6 секунды капля упала, и других капель не появилось. (B) Через ∼10 минут рана была полностью закрыта твердой коркой: вольфрамовая игла не смогла ее пробить. Когда игла была приложена к антенне, антенна согнулась. Когда игла была удалена, антенна вернулась в исходное состояние, а закупоренный конец оказался недеформированным / © Pavel Aprelev et al.

Ученые взяли взрослых гусениц табачного бражника массой 9-10 граммов за два дня до окукливания. Каждую личинку помещали в трубку и брали образцы гемолимфы через миллиметровый разрез на третьей ноге. Затем исследователи касались раны металлическим шариком и оттягивали его в сторону. В результате между шариком и гусеницей образовывался «мостик» из жидкой гемолимфы примерно два миллиметра в длину.

Видеосъемка запечатлела поведение капель в первые пять секунд, характерное для ньютоновской жидкости, например воды. Гемолимфа разрывалась, но в следующие 5-10 секунд начинала сворачиваться и становиться вязкой. Она вытекала, образуя между капель нити. Кровотечение у насекомых прекращалось через 60-90 секунд.

Тот же механизм гемостаза авторы работы наблюдали у тараканов (Parcoblatta americana), хотя состав их гемолимфы отличается, но концентрация гемоцитов в ней сопоставимая. Ученые отсоединили у насекомого сегмент жгутика антенны, из места травмы упала одна капля, а оставшаяся жидкость ушла обратно. Других капель не появилось, и рана затянулась твердой коркой спустя 10 минут. Исследователи предположили, что нити, которые образуются в гемолимфе после некоторого времени, похожи на вязкие нити медоподобной жидкости. Но спектроскопический анализ показал, что гемолимфа на первых этапах становится вязкоупругой, как слюна.

Ключевое значение в свертываемости крови насекомых играют именно гемоциты, которые даже при небольшой концентрации делают жидкость стабильной. А образование корки, запечатывающей рану, происходит благодаря возникновению первичного сгустка гемоцитов на поверхности капли. Затем к нему адгезивно крепятся остальные гемоциты, и сгустки распространяются к центру капли, уплотняя место пореза.

«Наши открытия открывают путь к созданию быстродействующих загустителей человеческой крови. Нам не обязательно копировать точную биохимию, но следует сосредоточиться на разработке лекарств, способных превратить кровь в вязкоупругий материал, останавливающий кровотечение. Мы надеемся, что наши находки помогут решить эту задачу в ближайшем будущем», — отметил соавтор исследования Константин Корнев.


Source: https://oaoo.ru/biolog/raskryt-sekret-bystrogo-zajivleniia-ran-y-nasekomyh.html

Межтекстовые Отзывы
Посмотреть все комментарии
guest

Люди впервые увидели, как косатка в одиночку убила белую акулу

Кадры нападения косатки Старборда на молодую белую акулу / © Christiaan Stopforth и Francesca Romana Romeiro Косаток не...

Ученые нашли еще один механизм выживания тихоходок в открытом космосе

Тихоходка / © Kiosya Y, Vončina K, Gąsiorek P (2021) Echiniscidae in the Mascarenes: the wonders of Mauritius....

У морских червей обнаружили белок, отличающий лунный свет от солнечного

Червь-полихета Platynereis dumerilii / © Juliane Zantke / Автор: Никита Тарасов Все живое на земле живет согласно биологическим...

Птицы закодировали информацию «штрих-кодами»

Нейронные записи у гаичек, прячущих пищу. (A) Схема поведенческой арены. (B) Слева: кадры с одной видеокамеры. Справа: 3D-реконструкция,...

Камеры в ошейниках раскрыли предпочтения павианов в выборе экскрементов

Примеры поедания павианами экскрементов антилоп (a, b, c); встреча павиана с антилопой-дукером / © Ben J. Walton et...

Тяжелые металлы «поменяли пол» морским черепахам

Вылупившаяся зеленая морская черепаха на острове Херон, Австралия / © Alamy, Genevieve Vallee / Автор: Telestis Scaevinius Когда...

Ихтиологи узнали, как сантиметровая рыбка издает звуки, сравнимые с шумом реактивного двигателя

Danionella cerebrum — крошечная прозрачная рыбка семейства карповых / © Getty images Danionella cerebrum — крошечная прозрачная рыбка...

Музыка смягчила хроническую боль у самок лучше, чем у самцов

Оценка динамики выработки дофамина / © Montse Flores-García et al. Хронические боли — долгие и непроходящие болевые ощущения...

Ученые объяснили, как морские черви научились «отбрасывать хвост» с мозгом и глазами для размножения

Взрослая особь Megasyllis nipponica с развивающимся женским столоном / © Nakamura et al., Scientific Reports, 2023 / Автор:...

Покалеченные животные выжили в дикой природе вопреки естественному отбору

Примеры того, как приматы с физическими недостатками адаптируются к жизни в дикой природе / © phys.org Врожденные пороки...

Помет морских птиц помог кораллам выжить

Кораллы, которые исследовали ученые / © phys.org / Автор: Visellia Orfius Обесцвечивание коралловых рифов — это процесс, при...

Минога помогла понять, как позвоночные животные отрастили голову

Японская, или тихоокеанская минога Lethenteron camtschaticum / © Takayuki Onai, University of Fukui / Автор: Pinaria Caprarius Позвоночные...

Мужской оргазм связали с моногамией в паре

(А) Эталонные образцы мозга желтобрюхой полевки и мыши получены с помощью световой флуоресцентной микроскопии после совместной регистрации 200...

Хищного червя поймали на убийстве паука в его собственной паутине

Плоский червь охотится на самку паука / © João C. F. Cardoso / Автор: Павел Сорокин Пауки —...

Гипергравитация сделала экзоскелет саранчи прочнее

Саранча перелетная (Locusta migratoria) / © Wikimedia / Автор: Regulus Tremerus Многие биологические материалы, такие как кость, дерево,...

Секвенирование генома раскрыло историю исчезнувших шерстистых собак индейцев

Шерстистая собака, жившая в XIX веке, в представлении художника. Ее шкура хранится в Смитсоновском институте в США /...

Впервые описан случай кормления молоком среди амфибий

Кольчатая червяга с детенышами / © Carlos Jared Внешним видом кольчатые червяги (Siphonops annulatus) напоминают мелких змей или...

Кошки манипулируют хозяевами в играх с принесением предметов

© Getty / Автор: Ольга Кузьмина Игры с бросанием игрушек и других предметов питомцам широко практикуют собаководы. Описаний...

Органическое земледелие навредило окружающей среде

Органическое земледелие становится все более модным по всему миру, включая даже такие страны, как Индия / © happyharvestfarms.com...

В Амазонии обнаружили новый вид гигантской анаконды

Мухи на голове северной зеленой анаконды / © Karine Aigner Согласно исследованию, опубликованному в журнале MDPI Diversity, зеленая...