ZNANOST: hrvatski znanstveni portal

Kako komarci podnose toplinu svog vrućeg krvavog obroka

Nova studija pokazuje da komarci proizvode proteine kako bi se lakše nosili sa stresom tjelesne temperature koji je potaknut vrućinom krvavih obroka. Komarčev obrazac hranjenja je sam po sebi rizičan: uzimanje krvnog obroka uključuje pronalaženje toplokrvnih domaćina, izbjegavanje detekcije, prodor u tvrdu kožu i izbjegavanje imunološkog odgovora domaćina, a da ne spominjemo udarac od ljudske ruke. Do sada je stres od vruće krvi obroka  bio previđen, tvrde znanstvenici.

Znanstvenici su utvrdili kod ženskih komaraca da insekti štite sebe od stresa promjene tjelesne temperature za vrijeme i poslije jela proizvodnjom proteina toplinskoga šoka. Ovi proteini štite integritet drugih proteina i enzima, zauzvrat pomažući komarcu probaviti krvavi obrok i održavanju njihove sposobnost da proizvedu jajašca. Test kod dvije druge vrste komaraca i stjenica pokazao je da ovi insekti prolaze sličnu reakciju nakon krvavog obroka.

"Proteini toplinskog šoka su jako važni u puno reakcija na stres. Naša vlastita tijela proizvode ove proteine kada imamo povišenu temperaturu", rekao je glavni autor studije David Denlinger, profesor evolucije, ekologije i organske biologije na Sveučilištu Ohio. "To je jedna od onih stvari koje se, u retrospektivi, čine očiglednima -  da krv obroka može uzrokovati takav stres.'' Istraživanje se nalazi u ovotjednom ranom  online izdanju Proceedings of the National Academy of Sciences. Denlinger i kolege provode eksperimente na Aedes aegypti komarcima, koji su nositelji žute groznice.

Istraživači su postavili senzore na ženske komarce i primjetili da se na uzimanje krvi za hranu od piletine, kukcima  temperatura tijela povećava  sa 22 na 32 stupnjeva Celzija (71,6 - 89,6 Fahrenheita) u roku od jedne minute – što je među najbržim povećanjem tjelesne temperature ikad snimljene kod hladnokrvnih životinja. Nakon hranjenja, njihova tijelesna temperatura pala je na sobnu temperaturu u roku nekoliko minuta.

Kao odgovor na takvo hranjenje, razina Hsp70 - proteina toplinskog šoka 70 - povećana je gotovo osmerostruko u roku od jednog sata i ostala je najmanje dva puta visoka kao i obično za 12 sati. Porast tih proteina je bio najizraženiji u srednjem crijevnom području.

Denlinger i kolege testirali su potencijalne ''okidače'' za povećanje ovog proteina utiskivanjem komaraca s fiziološkom otopinom na dvije temperature: 37 stupnjeva Celzija (98,6 stupnjeva po Fahrenheitu) i sobnoj temperaturi. Samo je toplija otopina generirala povećanje Hsp70, što sugerira da je povišenje temperature povezano s obrokom, te je to ono što uzrokuje stvaranje tih proteina. Ponekada se komarci hrane hladnokrvnim gmazovovima što ne bi trebalo uzrokovati jednaku količinu stresa. Za testiranje ove teorije, istraživači su komarcima ponudili izvor hrane koji je bio hladne krvi, što nije uspjelo generirati povećanje proteina toplinskog šoka.

A što se događa ako ovaj protein nije proizveden? Istraživači su manipulirali RNA komaraca kako bi to pokušali shvatiti. Kada su znanstvenici srušili izraz gena koji kodira protein toplinskog šoka, količina proizvodnje Hsp70 smanjena je za 75 posto. Pod tim okolnostima, komarci su ipak jeli normalan krvni obrok. No, razina proteina u krvi i dalje je bila povišena za duži vremenski period, sugerirajući kako je probava tih proteina bila oslabljena. Osim toga, proizvodnja jajašaca je smanjena za 25 posto kada je protein toplinskoga šoka bio potisnut.

Proteini toplinskog šoka pomažu u održavanju trodimenzionalnog integriteta enzima i proteina, kada temperature iznenada porastu i mogu locirati oštećene proteine i enzime za otklanjanje. U ovom slučaju mislimo da su oni su važni za održavanje integriteta nekih kritičnih enzima i proteina koji su uključeni u probavne procese. Kada smo uništili one proteine​​, to je malo narušilo probavu i kao rezultat komarci nisu proizveli jednaku količinu jajašaca kao inače " kazao je Denlinger.

Izvor: Ohio State University 

Podijeli.