Цивилизация
Более ранние исследования выявили связь между болезнями мозга и сексуальной дисфункцией у мужчин, а также между уровнем интеллекта и качеством спермы. Причины этого не были ясны до конца, однако новые данные, похоже, приоткрывают завесу тайны.
Ученые из Авейрусского университета сравнили белки в 33 типах тканей, включая ткани сердца, кишечника, шейки матки, яичников и плаценты, и обнаружили, что
тестикулы и мозг имеют более 13 тыс. общих белков. Также у мозга и яичек оказалось больше всего общих генов, регулирующих экспрессию этих белков.
«Из 14 315 белков, образующих протеом (совокупность всех белков — «Газета.Ru».) мозга, и 15 687 белков, образующих протеом тестикул, 13 442 встречаются в обоих типах тканей, — пишут авторы работы, опубликованной в журнале Royal Society Open Biology. — Мозг и яички содержат наибольшее количество общих белков по сравнению с другими тканями человеческого тела».
Большинство общих белков участвуют в экзоцитозе (механизме клеточных выделений), развитии тканей и межклеточной коммуникации.
Результаты не слишком удивили исследователей. Несмотря на разные задачи,
мозг и яички имеют много общего в принципах работы. Оба органа потребляют очень много энергии, поэтому для образования и поддержки и нейронов, и гоноцитов (половых клеток) нужны специальные клетки. Кроме того, и нейроны, и клетки семенников имеют общую функцию — выделять определенные вещества (нейромедиаторы в первом случае и мужские половые гормоны — во втором).
В нейронах экзоцитоз приводит к росту аксонов и дендритов, сперматозоидам же он позволяет сливаться с яйцеклеткой.
Кроме того, из-за высокой активности клетки и мозга, и яичек подвержены окислительному стрессу. Он может приводить к поражению клеток и тканей, поэтому мозг защищен гематоэнцефалическим барьером, а яички — гематотестикулярным.
Также у сперматозоидов есть рецепторы к глутамату, глицину, гаммааминомасляной кислоте и другим нейромедиаторам, к которым восприимчивы и нейроны.
«Человеческий нейрон и сперматозоид — очень разные клетки, однако они имеют несколько общих молекулярных особенностей, и огромное количество белков оказались общими для обоих типов клеток, — отмечают исследователи. — Понимание этих сходств и их последствий весьма интересно для научного сообщества».
Процесс, в результате которого такие разные органы обрели общие черты, исследователи сравнивают с конвергентной эволюцией. При ней у разных животных, эволюционировавших в сходных условиях, развиваются похожие особенности. Так мозг и яички, обладая схожим механизмом работы, обрели множество общих белков и генов.
Сходство человеческого мозга и яичек можно объяснить биохимической конвергенцией и участием в сходных процессах, заключают ученые. Обнаруженное сходство может иметь важное клиническое значение — общие белки могут быть связаны с одновременным нарушением функций и мозга, и яичек. Более глубокое изучение роли этих белков поможет в понимании особенностей развития патологий и поиска стратегий борьбы с ними.
«Это малоизученная тема, и необходимо прояснить связь между этими тканями, что позволит понять причины дисфункций, влияющие на мозг и яички одновременно, а также разработать более совершенные методы борьбы с этими дисфункциями», — пишут исследователи.
Хотя исследователи рассматривали сходства между мозгом и яичками с точки зрения поддержки мужского здоровья, мозг женщин имеет ту же степень сходства протеома, что и мужской.
Общий набор генов в тканях мозга и яичек также может говорить о том, что оба этих органа играют роль в видообразовании человека в ходе эволюции. Косвенно на это указывает, в частности, конкуренция сперматозоидов за оплодотворение яйцеклетки и тот факт, что самцы, рожденные от скрещивания животных разных видов, часто менее фертильны — это накладывает на вид репродуктивные ограничения, позволяющие ему держаться в определенных генетических рамках. Однако то, как все эти факторы связаны между собой и как их можно использовать в клинической практике, еще предстоит изучить.