Рептилии и птицы превращают азотистые отходы в твердые кристаллы — ураты, которые выводятся через клоаку. Ученые считают, что такая форма экскреции эволюционировала как способ экономии воды, что критически важно для животных, обитающих в засушливых условиях. В отличие от млекопитающих, которые растворяют мочевину и мочевую кислоту в воде и выводят их с мочой, рептилии преобразуют эти вещества в безопасные кристаллические структуры.
Моча рептилий содержит секрет избавления от болей при подагре и камнях в почках
Исследователи из Джорджтаунского университета Вашингтона изучили мочу более 20 видов рептилий и обнаружили, что все они выделяют не жидкую мочу, а твердые микросферы мочевой кислоты. Открытие показывает уникальный механизм безопасного накопления и удаления азотистых соединений, который может вдохновить на создание новых методов лечения болезней человека.
Рептилии создали удивительный способ «мочиться» твердыми кристаллами мочевой кислоты, сохраняя воду и безопасно выводя отходы. Источник: Shutterstock
Подагра — одно из древнейших известных заболеваний человека, которое описывал еще Гиппократ в V веке до нашей эры. Болезнь возникает из-за нарушения обмена пуринов и избыточного накопления мочевой кислоты в крови. Когда ее концентрация превышает норму, образуются игольчатые кристаллы, оседающие в суставах и вызывающие острую боль и воспаление. Подагра сегодня практически неизлечима. Оказывается, что рептилии тоже используют мочевую кислоту для выведения азота, но их организм устроен так, что кристаллы формируются контролируемо и не причиняют вреда тканям.
У людей накопление мочевой кислоты приводит к серьезным проблемам со здоровьем. Кристаллы оседают в суставах, вызывая подагру, или формируют камни в мочевыводящих путях. Чтобы понять, как рептилиям удается безопасно выделять кристаллы, команда ученых исследовала образцы уратов от более чем 20 видов змей и других пресмыкающихся.
Схема исследования.
«Мы хотели понять, как рептилии способны безопасно выделять этот материал. Мы надеемся, что это поможет найти новые подходы к профилактике и лечению заболеваний человека», — поясняет Дженнифер Свифт, ведущий автор работы. Статья опубликована в журнале Journal of the American Chemical Society.
Как мочатся рептилии
Используя мощные микроскопы, исследователи обнаружили, что королевские питоны, ангольские питоны и мадагаскарские древесные удавы производят ураты, состоящие из текстурированных сфер размером от 1 до 10 микрометров. Рентгеновский анализ показал, что микросферы состоят из еще меньших нанокристаллов мочевой кислоты и воды.
Ураты питона королевского представляют собой микросферы из нанокристаллов моногидрата мочевой кислоты. Питон королевский (Python regius) выделяет ураты, которые при высыхании образуют твердые гранулы.
Команда выяснила, что мочевая кислота помогает превратить токсичный аммиак в безопасную твердую форму. Ученые предполагают, что подобную защитную роль мочевая кислота может играть и в организме человека. Хотя необходимы дополнительные исследования, эти открытия могут в будущем помочь разработать более эффективные методы лечения болезней, связанных с накоплением мочевой кислоты, в том числе подагру.