Лечить подагру и выводить камни из почек может помочь механизм выведения мочевой кислоты у змей — исследование
Американские ученые изучили механизмы выделения мочи у королевского питона и еще 20 видов рептилий и обнаружили, что уникальная система выведения азотистых соединений из организма позволяет регулировать солевой баланс в условиях засушливого климата и нейтрализовать токсичный аммиак. Более детальное изучение структуры и функции биогенных уратов (солей мочевой кислоты) у рептилий в будущем может помочь в борьбе с такими распространенными заболеваниями, как подагра и мочекаменная болезнь у человека. Исследование было опубликовано в Journal of the American Chemical Society.
В то время как у людей лишний азот выводится с мочой в виде мочевины, мочевой кислоты и аммиака, у рептилий часть тех же соединений превращается в твердые кристаллические вещества, известные как ураты, которые затем выводятся через клоаку. Ученые считают, что такая форма экскреции эволюционировала как способ экономии воды, что критически важно для животных, обитающих в засушливых условиях.
Если рептилиям кристаллизация отходов помогает выживать, то у людей тот же процесс может вызывать серьезные заболевания. Высокий уровень мочевой кислоты может приводить к образованию кристаллов соли в суставах (подагра) или мочевыводящих путях (мочекаменная болезнь).
«Эта работа была вдохновлена желанием понять, как рептилии способны безопасно выводить такие вещества, в надежде что это поможет изобрести новые подходы к профилактике и лечению заболеваний», — объяснила ведущий автор исследования Джениффер Свифт, профессор из Джорджтаунского университета Вашингтона.
Используя мощные микроскопы, исследователи обнаружили, что ураты представляют собой текстурированные сферы размером от 1 до 10 микрометров, которые состоят из еще меньших нанокристаллов мочевой кислоты и воды.
Такие кристаллы растворяются в воде в 20-40 раз лучше, чем те формы, что выпадают в осадок в человеческих суставах или почках. Это явное преимущество для животных, стремящихся максимально сэкономить воду. Команда также выяснила, что мочевая кислота помогает превращать аммиак в твердую форму, выполняя защитную функцию.
Из этого открытия возникла неожиданная гипотеза о роли мочевой кислоты в организме человека. Известно, что у людей, как и у рептилий, фермент уриказа, который расщепляет мочевую кислоту, был утрачен в ходе эволюции. Считается, что сохранение мочевой кислоты имеет многочисленные преимущества — от антиоксидантной защиты до стимуляции накопления жиров.
Но авторы работы предполагают, что у этого механизма есть еще одна функция: мочевая кислота может играть важную роль в детоксикации аммиака — так же, как у рептилий. Даже небольшое количество растворимой мочевой кислоты снижает его токсичность. При этом избыток кислоты приводит к отложению кристаллов в суставах и почках.
Понимание того, как устроены процессы кристаллизации у рептилий, в будущем может помочь создать более эффективные методы лечения заболеваний, связанных с накоплением мочевой кислоты в организме человека.
