La talpa senza pelo
Le talpe senza pelo (Heterocephalus glaber) sono tra i più bizzarri mammiferi noti alla scienza. Sono praticamente privi di peli, caratteristica a cui devono il nome, e hanno grandi incisivi sporgenti. I denti sono un adattamento alla vita sotterranea, uno strumento fondamentale per scavare tunnel nel suolo e per trasportare cibo alle colonie, composte in media da ottanta animali. Le colonie di talpe senza pelo sono generalmente guidate da una sola femmina che si riproduce, che ha il controllo sulla colonia: la regina, che può accoppiarsi anche con tre maschi. Il sistema sociale è molto insolito per i mammiferi, ma è simile a quello osservato comunemente tra le api e le termiti, chiamato sistema eusocialeANCHOR. In questa specie tuttavia la regina non utilizza i feromoni per gestire la comunità, come avviene tra api e termiti, ma usa piuttosto strategie di gestione anche un po’ violente per mantenere il potereANCHOR ANCHOR .
Le talpe senza pelo hanno anche altre caratteristiche che le rendono organismi insoliti: sono sostanzialmente a sangue freddo (nel senso che non possono regolare la loro temperatura corporea), vivono a lungo, sono adattati a un ambiente ricco di anidride carbonica e povero di ossigeno e non sviluppano tumoriANCHOR. Gli organismi con caratteristiche così insolite sono spesso chiamati estremofili, e la scienza ha spesso raggiunto importanti scoperte studiandoli. Per esempio, lo studio del batterio Thermus aquaticus, che vive a 70°CANCHOR, ha permesso di estrarre l’enzima Taq polimerasi, oggi usato normalmente negli esperimenti nei laboratori di tutto il mondo per amplificare il DNA.
La longevità
Resistenza alla mancanza di ossigeno e all’eccesso di anidride carbonica
Resistenza al cancro
Bibliografia
La longevità
La massa corporea è generalmente un buon predittore della massima durata della vita di una specie, ma la talpa senza pelo non rispetta questa tendenza. Questi animali hanno dimensioni simili a quelle dei topi , ma raramente i topi superano i 3 anni e mezzo di età (come previsto dalla loro massa corporea), mentre le talpe senza pelo possono vivere fino a 30 anniANCHOR.
Non è ancora chiaro in che modo le talpe senza pelo siano in grado di vivere così a lungo, ma sono state usate come modello per verificare diverse teorie sull’invecchiamento. Per esempio, una teoria suggerisce che l’esposizione alle specie reattive dell’ossigeno causi danni che portano all’invecchiamento, e che gli organismi con una vita particolarmente lunga producano bassi livelli di specie reattive dell’ossigeno o abbiano meccanismi anti-ossidativi molto efficienti. Nelle talpe senza pelo non sembra presente nessuno di questi due meccanismi: questi organismi non hanno infatti livelli bassi di radicali liberiANCHOR, né sistemi anti-ossidanti particolarmente sviluppatiANCHOR. Nonostante questo, i fosfolipidi (un tipo di grassi che costituiscono le membrane cellulari) sono meno danneggiati dall’ossidazione nelle talpe senza pelo rispetto ad altri roditori con una vita media più breveANCHOR. Inoltre, le talpe senza pelo hanno una migliore capacità di mantenere la qualità e la stabilità delle proteine rispetto ai topiANCHOR, e sono incredibilmente resistenti ai tumori (vedi più sotto). È possibile che tutti questi fattori possano contribuire alla maggiore durata della vita delle talpe senza pelo.
La notevole lunghezza della vita di questi organismi li rende quindi un modello molto adatto allo studio dei processi di invecchiamento, soprattutto dei cambiamenti fisiologici che si verificano negli animali anziani, che può aiutarci a comprendere meglio i meccanismi alla base dell’invecchiamento negli esseri umani.
Resistenza alla mancanza di ossigeno e all’eccesso di anidride carbonic
Gli animali che vivono sottoterra devono fare i conti con bassi livelli di ossigeno (ipossia) e con livelli alti di anidride carbonica (ipercapnia). Le talpe senza pelo hanno una particolare forma di emoglobina che mostra una grande capacità di raccogliere ossigeno e di fornire quindi abbastanza ossigeno agli organi del corpoANCHOR.
Il cervello delle talpe senza pelo è sorprendentemente resistente alle condizioni di ipossia, e in caso di bassi livelli di ossigeno l’attività dei neuroni può restare attiva molto più a lungo che nei topiANCHOR. L’ipossia è una condizione che si verifica generalmente durante gli ictus, e per questo studiare i meccanismi che permettono alle talpe senza pelo di gestire la mancanza di ossigeno potrebbe portare a una migliore comprensione di un possibile trattamento dei danni provocati da un ictus.
Una possibile conseguenza di vivere con un eccesso di anidride carbonica è l’acidificazione dei tessuti. L’anidride carbonica infatti si trasforma in acido carbonico quando entra in contatto con l’acqua nel corpo. Gli esseri umani trovano doloroso il contatto con le sostanze acide (pensate a cosa si prova quando cucinando una goccia di succo di limone o di aceto entra in una piccola ferita sulla pelle), e i topi leccano brevemente la propria zampa dopo aver ricevuto un’iniezione di una soluzione salina acida. Le talpe senza pelo, al contrario, non mostrano reazioni di disturbo a una sostanza acida, sebbene reagiscano come i topi quando sono esposte ad aumenti di calore o di pressioneANCHOR.
Alcuni scienziati hanno identificato cambiamenti nella sequenza di aminoacidi di una proteina-canale per il sodio voltaggio-dipendente, NaV1.7. Questa proteina è fondamentale per la trasmissione dei segnali elettrici per la percezione del dolore. Questi cambiamenti nelle proteine NaV1.7 delle talpe senza pelo aumentano la carica negativa del canale. In questo modo gli ioni idrogeno che si trovano nella sostanza acida, caricati positivamente, sono maggiormente attratti, e bloccano il funzionamento della proteina NaV1.7. Di conseguenza la sostanza acida funziona come un anestetico più che come uno stimolo doloroso: è per questo che le talpe senza pelo non reagiscono all’iniezione di una sostanza acida leccandosi una zampaANCHOR.
La scoperta del ruolo svolto dalla proteina NaV1.7 è stata fondamentale per comprendere i meccanismi molecolari della percezione del dolore causato da una sostanza acida, e potrebbe favorire lo sviluppo di farmaci. Il dolore indotto da una sostanza acida non si limita a qualche goccia di limone su una ferita: l’acidosi è una caratteristica tipica delle condizioni infiammatorie dolorose, come l’artrite reumatoide. Questi risultati potrebbero quindi aiutare la formulazione di farmaci che possano bloccare la proteina NaV1.7 e ridurre il dolore.
Alcuni cambiamenti in un diverso canale per il sodio voltaggio-dipendente (NaV1.8) si sono dimostrati capaci di rendere una specie di topo (Onychomys torridus) resistente al dolore indotto dal veleno dello scorpione Centruroides sculpturatus, permettendo al topo di cacciare gli scorpioniANCHOR. Il canale NaV1.8 è prodotto in modo specifico nei neuroni dedicati alla percezione del dolore, e capire come il veleno dello scorpione si lega al canale o lo inibisce potrebbe aiutare a sviluppare farmaci inibitori di NaV1.8. Questo studio, insieme alle ricerche condotte sulle talpe senza pelo, dimostra che anche animali insoliti possono essere studiati per ottenere importanti informazioni.
Resistenza al cancro
Un fattore importante per la longevità delle talpe senza pelo è probabilmente la loro resistenza al cancro. Uno studio durato 15 anni sugli animali ospitati al Brookfield Zoo ha evidenziato che in quel periodo nessuna delle 138 talpe nude morte per cause naturali aveva sviluppato un tumoreANCHOR. Per fare un confronto, circa un essere umano su tre sviluppa un tumore durante la vita, una frequenza che probabilmente aumenterà con l’allungarsi della vita mediaANCHOR. Studi recenti suggeriscono che le cellule delle talpe senza pelo producono uno zucchero a lunga catena carboniosa, chiamato acido ialuronico, che sembra rendere le cellule dell’animale resistenti ai cambiamenti legati alla cancerogenesiANCHOR. È interessante notare che la stessa proteina può aumentare l’elasticità della pelle delle talpe senza pelo per favorire l’adattamento alla vita nei tunnel.
L’insieme di queste particolarità delle talpe senza pelo può fornire molti spunti alla scienza. Le scoperte potrebbero avere molte ricadute positive per il trattamento di diverse malattie di altri animali e degli esseri umani.
Ewan St John Smith
http://www.phar.cam.ac.uk/research/Smith
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Last edited: 6 January 2017 15:37