Ếch có một loại khả năng khiến các nhà khoa bọc đau đầu

Theo nhà nghiên cứu Fayal Abderemane-Ali, tại Viện nghiên cứu tim mạch của Đại học California San Francisco (Mỹ), tác giả chính của nghiên cứu mới trên Tạp chí Sinh lý học Cơ bản cho biết, khả năng chống độc của loài ếch này đã khiến các nhà khoa học đau đầu trong một thời gian dài.

Trong báo cáo mới, các nhà khoa học đã nghiên cứu những con ếch độc thuộc chi Phyllobates sử dụng một loại độc tố gọi là batrachotoxin, hoạt động bằng cách phá vỡ sự vận chuyển vào và ra khỏi tế bào của các ion natri - một trong những chức năng sinh lý quan trọng nhất trong cơ thể. Khi bộ não của bạn gửi tín hiệu đến cơ thể, nó sẽ gửi chúng qua điện.

Những tín hiệu này mang các chỉ dẫn đến các bộ phận của cơ thể, ví dụ như tay chân của bạn để yêu cầu chúng di chuyển, đến các cơ để yêu cầu chúng co lại và đến tim để yêu cầu nó bơm máu. Các tín hiệu điện này được tạo ra nhờ dòng các ion tích điện dương, chẳng hạn như natri, vào các tế bào tích điện âm.

Các ion chảy vào và ra khỏi tế bào qua các cửa protein được gọi là kênh ion. Khi các kênh ion này bị gián đoạn, các tín hiệu điện không thể truyền qua cơ thể.

Batrachotoxin khiến các kênh ion luôn mở, dẫn đến dòng ion tích điện dương chảy tự do vào các tế bào. Nếu chúng không thể đóng lại, toàn bộ hệ thống sẽ mất khả năng truyền tín hiệu điện.

Chuyên gia Abderemane-Ali cho biết: “Chúng ta cần các kênh này mở và đóng để tạo ra dòng điện chạy qua não hoặc cơ tim của chúng ta. Nếu các kênh luôn mở, “hoạt động của tim, hoạt động thần kinh hoặc hoạt động co bóp đều sẽ không diễn ra”.

Theo Abderemane-Ali, có ba chiến lược mà các loài động vật có độc sử dụng để ngăn chặn quá trình tự nhiễm độc. Chiến lược phổ biến nhất liên quan đến một đột biến di truyền làm thay đổi một chút hình dạng của protein mà độc tố nhắm đến - kênh ion natri - để nó không còn có thể liên kết với protein này.

Ví dụ, một loài ếch độc có tên khoa học là Dendrobates tinctorius azureus mang trên mình chất độc gọi là epibatidine với khả năng bắt chước một chất hóa học truyền tín hiệu có lợi gọi là acetylcholine.

Theo một nghiên cứu năm 2017 được công bố trên tạp chí Science, những con ếch này đã tiến hóa sự thích nghi trong các thụ thể acetylcholine của chúng, làm hình dạng của các thụ thể đó thay đổi một chút, khiến chúng có khả năng chống lại độc tố của chính mình.

Một chiến lược khác được những loài ăn thịt động vật có độc sử dụng là khả năng loại bỏ hoàn toàn chất độc ra khỏi cơ thể, Abderemane-Ali nói. Quá trình này không nhất thiết giống với việc tự miễn nhiễm độc, nó chỉ là một cách khác để động vật tránh bị ngộ độc bởi những thứ chúng ăn.

Adberemane-Ali cho biết: “Con vật sẽ phát triển các hệ thống thu nhận hoặc hấp thụ chất độc để bảo đảm rằng nó không gây ra vấn đề gì cho chúng.”

Trong nghiên cứu của Adberemane-Ali, ông đã nhân bản các kênh ion natri từ ếch Phyllobates và xử lý chúng bằng độc tố.

“Những con vật này đáng lẽ phải chết. Bởi vì các kênh ion natri của chúng không chống lại các tác động gây rối loạn của độc tố, nên ếch phi tiêu độc sẽ không thể tồn tại với độc tố này trong cơ thể của chúng”, Abderemane-Ali nói.

Dựa trên những kết quả đó, Abderemane-Ali cho rằng những con ếch này rất có thể đang sử dụng chiến lược cô lập để tránh tự nhiễm độc cho bản thân bằng cách sử dụng một thứ mà ông gọi là “miếng bọt biển protein”.

Những con ếch có khả năng tạo ra một loại protein có thể hấp thụ độc tố và giữ nó, có nghĩa là độc tố không bao giờ có cơ hội tiếp cận tới các kênh protein dễ bị tổn thương đó ngay từ đầu.