28 اوت 2024- تحقیقات جدید بر روی مسیر تکاملی خفاش ها ممکن است راه حل های بالقوه ای را برای بیماری های متابولیک فراهم کند. در این مطالعه محققان با سطوح قند خونی مواجه شدند که بالاترین سطحی است که تا به حال در طبیعت دیده شده است، سطوحی که برای پستانداران کشنده و باعث کما می‌شود، اما برای خفاش‌ها نه. محققان در حال مشاهده ی یک ویژگی جدید هستند که تاکنون نمی دانستند امکان پذیر است.

انسان ها باید غلظت قند خون خود را طوری تنظیم کنند که هم سالم بمانند و هم انرژی سلول های خود را تامین کنند. مقدار بسیار کم یا بیش از حد قند در خون می تواند عوارض جدی برای سلامتی ایجاد کند و قند خون بالا یکی از مشخصه های بیماری متابولیک "دیابت" است. تحقیقات جدید موسسه تحقیقات پزشکی استورز ممکن است راه حل های بالقوه ای را برای بیماری متابولیک با روی آوردن به تکامل و خفاش ها فراهم کند.

این تحقیقات توسط پرفسور جاسمین کاماچو معاون تحقیقات فوق دکتری در موسسه ی استورز و محقق سابقاین موسسه، دکترآندریا برنال-ریورا از آزمایشگاه پرفسور نیکلاس رونر محقق استورز، انجام شد.

این مطالعه که اخیراً در ژورنال Nature Ecology and Evolution منتشر شده است، بالاترین غلظت قند خون طبیعی را که تاکنون در پستانداران مشاهده شده است را گزارش کرد، یافته‌ای که نشان می‌دهد خفاش‌ها استراتژی‌هایی را برای بقا و حتی رشد با این ویژگی در طی تکامل بدست آورده اند.

سی میلیون سال پیش، خفاش دماغ برگه ای نئوتروپیکال تنها با خوردن حشرات زنده می ماند. از آن زمان، این خفاش ها با تغییر آنچه می خورند، به گونه های مختلفی تبدیل شده اند. دودمان‌های مختلف خفاش ها در حال حاضر برای رژیم‌های غذایی خاصی از جمله میوه‌ها، شهد، گوشت، فقط خون و یا همه چیزخواری، تخصص یافته اند.

پرفسور کاماچو گفت: «نگریستن به حیواناتی که میلیون‌ها سال وجود داشته‌اند، به ما این امکان را می‌دهد تا تغییراتی را که در طول تکامل در آنها اتفاق افتاده است، درک کنیم. آنچه خفاش‌های دماغ‌برگه ای نئوتروپیکال را برای مطالعه منحصربه‌فرد می‌کند این است که این گروه از گونه‌های مختلف با رژیم‌های غذایی بسیار متنوعی تشکیل شده است، که یافتن پاسخ‌هایی در مورد چگونگی تکامل رژیم غذایی را در میان آنها امکان‌پذیر می‌کند. امید ما این است که بتوانیم از این دانش برای حفظ سلامت سایر پستانداران از جمله انسان‌ها نیز استفاده کنیم».

برای کشف اینکه چگونه خفاش‌ها رژیم غذایی خود را متنوع کردند، محققان به جنگل‌های آمریکای مرکزی، آمریکای جنوبی و کارائیب سفر کردند تا طی چندین سال کار میدانی انجام دهند. این سفرهای صید و رهاسازی با انجام آزمایش‌های تحمل گلوکز - اندازه‌گیری غلظت قند در خون - روی تقریباً 200 خفاش صید شده ی وحشی از 29 گونه پس از یک بار تغذیه با یکی از سه نوع قند مرتبط با رژیم غذایی حشرات، میوه ها یا شهد، متمرکز بود.

دکتر برنال ریورا گفت: "ما روش های مختلفی را برای جذب، ذخیره و استفاده از قند مشاهده کردیم و اینکه چگونه این فرآیند به دلیل رژیم های غذایی مختلف تخصصی شده است."

مکانیسم حفظ سطح قند خون در محدوده باریک و سالم، هموستاز گلوکز نامیده می‌شود که معمولاً توسط هورمون انسولین تنظیم می‌شود و در دیابت دچار اختلال می‌شود. گونه های مختلف خفاش های بینی برگه ای، طیفی از سازگاری را برای هموستاز گلوکز نشان می دهند، از تغییرات در آناتومی روده تا تغییرات ژنتیکی برای پروتئین هایی که قند را از خون به سلول ها منتقل می کنند.

پرفسور کاماچو گفت: «خفاش‌های میوه‌خوار مسیر سیگنال‌دهی انسولین خود را برای کاهش قند خون بهبود بخشیده‌اند. از سوی دیگر، خفاش‌های شهدخوار می‌توانند سطوح بالای گلوکز خون را تحمل کنند، مشابه آنچه در افراد مبتلا به دیابت کنترل‌نشده مشاهده می‌شود. آنها مکانیسم متفاوتی را ایجاد کرده‌اند و به نظر نمی‌رسد به انسولین وابسته باشد».

اگرچه نحوه ی مدیریت دقیق گلوکز توسط خفاش‌های شهدخوار هنوز در دست بررسی است، محققان سرنخ‌های بالقوه‌ای برای استراتژی‌های متابولیکی جایگزین برای تنظیم گلوکز پیدا کردند. مشاهده شد که خفاش‌هایی که رژیم غذایی غنی از قند داشتند، در مقایسه با خفاش‌هایی که رژیم‌های غذایی دیگری داشتند، بخش‌های طولانی‌تری از روده و سلول‌های روده‌ای با سطح بیشتری برای جذب مواد مغذی از غذا داشتند. علاوه بر این، خفاش‌های شهدخوار، که از خفاش‌های میوه‌خوار مجزا هستند، بطور مستمر ژنی را بیان می کنند که مسئول انتقال قند است، صفتی که در گونه‌ای از مرغ مگس‌خوار نیز مشاهده می‌شود.

دکتر Nadav Ahituv، استاد مهندسی زیستی و ژنتیک در دانشگاه کالیفرنیا، سانفرانسیسکو، گفت: این مطالعه منابع بسیار مهمی را برای این رشته ایجاد می کند. ما دریافتیم که نه تنها ویژگی‌های متابولیکی گونه‌های مختلف خفاش‌ها با رژیم‌های غذایی متفاوت است، بلکه تفاوت‌های ساختاری در مورفولوژی روده و مناطق ژنومی کاندید و پروتئین های آنها وجود دارد که می‌تواند منجر به سازگاری‌های غذایی شود.

دکتر Ahituv، گفت: «این مجموعه داده‌ها به تحقیقات آینده کمک می‌کند که هدف آن تمایز تفاوت‌های غذایی پستانداران است و می‌تواند به توسعه درمان‌های جدید برای انواع بیماری‌های متابولیک بویژه دیابت در انسان کمک کند».

منبع:

https://www.sciencedaily.com/releases/2024/08/240828114412.htm