I topi talpa nudi usano
l'interruttore glucosio-fruttosio per sopravvivere in condizioni estreme.
Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa (ENEA)
La talpa nuda è ancora più
notevole di quanto immaginassimo.
Rinomato per la sua longevità,
resistenza al cancro e capacità di adottare la temperatura ambiente come
temperatura corporea, questo roditore poco attraente, questo mammifero a sangue
freddo, ha anche un asso nella manica precedentemente sconosciuto, o nascosto
nella sua pelle rugosa. La talpa nuda, o cucciolo di sabbia, può generare
energia dal fruttosio, bypassando la normale via del glucosio, che richiede
ossigeno. Questa stranezza metabolica spiega come la talpa nuda possa
sopravvivere - persino prosperare - in tane affollate e passaggi sotterranei
soffocanti, confini dove l'ossigeno è spesso scarso. I topi talpa nudi hanno
rivelato come sopportano condizioni di scarsa ossigeno in uno studio condotto
da scienziati dell'Università dell'Illinois a Chicago. Questi scienziati hanno
osservato che i topi talpa nudi non solo possono tollerare ore di estrema
ipossia, ma possono anche sopravvivere a 18 minuti di totale privazione di
ossigeno (anossia) senza lesioni apparenti. Per capire come la talpa nuda sia
capace di tali imprese, gli scienziati hanno scavato in profondità nel
metabolismo del roditore. Hanno scoperto che durante l'anossia, la talpa nuda
passa al metabolismo anaerobico alimentato dal fruttosio, che viene attivamente
accumulato e metabolizzato in lattato nel cervello. I dettagli di questo lavoro
sono apparsi il 21 aprile sulla rivista Science, in un articolo intitolato
"La glicolisi guidata dal fruttosio supporta la resistenza all'anossia
nella talpa nuda". In sostanza, l'articolo spiega come il passaggio
metabolico dal glucosio al fruttosio mantiene l'approvvigionamento energetico
dell'animale e previene i danni ai tessuti quando manca l'ossigeno. "L'espressione
globale del trasportatore del fruttosio GLUT5 e alti livelli di chetoesochinasi
sono stati identificati come firme molecolari del metabolismo del
fruttosio", hanno scritto gli autori dell'articolo di Science. "La
respirazione glicolitica basata sul fruttosio nei tessuti nudi di ratti talpa
evita l'inibizione a feedback della glicolisi tramite fosfofruttochinasi,
supportando la vitalità". Molti mammiferi possono attingere al fruttosio
come fonte di energia, ma solo in tessuti molto specifici. Può essere
utilizzato solo se sono presenti due componenti. Il primo è GLUT5, una molecola
trasportatrice che trasporta il fruttosio dal sangue alle cellule. Nella
maggior parte dei mammiferi, GLUT5 è presente solo nel fegato e nei reni. Ma
Jane Reznick, coautrice dell'articolo di Science e ricercatrice presso il Max
Delbrück Center for Molecular Medicine, l'ha trovata in tutto il corpo del
ratto talpa. Il secondo componente è un enzima chiamato KHK, o chetohexokinase,
che altera il fruttosio in modo che possa essere immesso in un percorso di
fornitura di energia chiamato glicolisi mentre allo stesso tempo schiva una
fase di glicolisi altamente regolata che viene bloccata quando i livelli di
ossigeno sono bassi. I topi talpa avevano anche un sacco di KHK in tutto il
corpo. La mancanza di questi due componenti nel cervello e nel cuore degli
esseri umani e di altri mammiferi aumenta la glicolisi quando vengono privati
dell'ossigeno. Nessuna energia può quindi essere fornita per alimentare
questi tessuti e gli organi si deteriorano rapidamente. Stranamente, quando i
ratti talpa nudi sono privati dell'ossigeno, possono sopravvivere
metabolizzando il fruttosio proprio come fanno le piante. Inoltre, i topi talpa
nudi sono protetti da un altro aspetto mortale del basso contenuto di ossigeno:
un accumulo di liquido nei polmoni chiamato edema polmonare che affligge gli
alpinisti ad alta quota. Gli autori del documento di Science ipotizzano che la
comprensione del modo in cui gli animali metabolizzano il fruttosio potrebbe
portare a trattamenti per i pazienti che soffrono di crisi di privazione di
ossigeno, come infarti e ictus.
Da:
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