Змеиный секрет минерального равновесия: способ, которым пользуются избранные рептилии

Вы когда-нибудь задумывались, как питоны справляются с перевариванием костей? Эти змеи способны проглатывать добычу целиком — от кожи до самых костей. И недавно учёные обнаружили у них особый тип клеток, который помогает справляться с излишком кальция и фосфора при такой необычной диете.

Питоны — мастера переваривания

Питоны — неядовитые хищники, которые душат свою добычу, а затем проглатывают её целиком. В их рационе — грызуны, птицы, приматы, а иногда даже антилопы. Змеи могут голодать несколько месяцев, но когда наступает время еды, их желудок растягивается до невероятных размеров, и они переваривают всё - от копыт до рогов.

Известно, что у тигровых питонов более 200 позвонков и пар ребер, что говорит о высокой гибкости их пищеварительной системы. Кислотность желудочного сока и скорость метаболизма у них могут резко меняться в зависимости от голода или насыщения. Но как при таком нестабильном режиме питоны сохраняют баланс важных минералов — кальция и фосфора, из которых состоят кости? Этот вопрос долго оставался загадкой.

Эксперимент учёных из Франции и США

Чтобы разобраться, биологи провели эксперимент с тигровыми питонами (Python molurus bivittatus). Змей разделили на четыре группы:

• кормление обычными лабораторными крысами (с костями)
• кормление бескостными крысами (без кальция и фосфора)
• кормление бескостными крысами, которым вводили раствор карбоната кальция (CaCO₃)
• группа голодающих змей

После серии кормлений исследователи изучили кишечник и кровь питонов.

Открытие новых клеток в кишечнике

В кишечном эпителии голодающих змей учёные заметили пустоты с короткими ворсинками и тёмной цитоплазмой — так называемые крипты. У сытых змей эти крипты содержали частицы с кальциевыми структурами, а также кислород, фосфор и серу.

У змей, которые ели бескостных крыс, крипты были заполнены частицами, богатыми железом, серой и фосфором, но с очень низким уровнем кальция. Анализ крови показал высокий уровень паратиреоидного гормона, который стимулирует высвобождение кальция из костей при его недостатке в крови.

В группе, где бескостных крыс кормили с добавлением карбоната кальция, крипты тоже были заполнены. Микроскоп показал многослойные частицы, содержащие ионы кальция и фосфора.

Что это за клетки?

Авторы исследования предположили, что эти частицы — продукт работы особых клеток, которые концентрируют избыток кальция и фосфора на железистой сердцевине внутри кишечника. После этого излишки минералов выводятся из организма, что помогает питонам поддерживать минеральный баланс.

По словам учёных, такие клетки встречаются не только у питонов, но и у удавов, аризонского ядозуба, лучистой змеи и других рептилий, питающихся костной добычей. Однако пока эти клетки не получили официального названия и требуют дальнейшего изучения.

Исследователи надеются провести более масштабный анализ кишечного эпителия у позвоночных, которые питаются костями. Вопрос остаётся открытым: являются ли эти клетки уникальным изобретением змей и ящериц или они достались им от общих предков.