Ptaki takie jak miodojady, kolibry i papugi spożywają dietę bogatą w cukier, która byłaby katastrofalna dla większości ssaków, w tym ludzi. Nowe badania opublikowane w czasopiśmie Science ujawniają adaptacje genetyczne, które pozwalają tym gatunkom nie tylko przetrwać, ale także rozwijać się przy tak wysokim spożyciu cukru, oferując potencjalny wgląd w leczenie chorób metabolicznych u ludzi.
Paradoks tolerancji cukru u ptaków
Podczas gdy wysokie spożycie cukru prowadzi do otyłości, cukrzycy i zespołu metabolicznego u ludzi, niektóre ptaki ewoluowały, aby radzić sobie z ekstremalną słodyczą bez negatywnych konsekwencji. Ptaki te mają poziom glukozy we krwi 1,5 do 2 razy wyższy niż ssaki podobnej wielkości, ale pozostają wrażliwe na insulinę. Klucz leży w ich unikalnym składzie genetycznym.
Naukowcy porównali genomy ptaków żywiących się cukrem (papugi, kolibry, miodożercy) z genomami gatunków żywiących się nasionami lub owadami. Analiza ujawniła tysiące różnic genetycznych, z których wiele reguluje ekspresję genów, a nie bezpośrednio koduje białka. Wskazuje to na systemowe „dostrojenie” procesów metabolicznych.
Rola MLXIPL i ChREBP
Jeden gen wyróżniał się jako powszechnie zmieniony u gatunków spożywających cukier: MLXIPL. Gen ten wytwarza czynnik transkrypcyjny ChREBP, niezbędny czujnik cukru. Gdy gen kolibra MLXIPL został wprowadzony do ludzkich komórek, zmienił ich reakcję na cukier, poprawiając metabolizm węglowodanów. Odkrycie to sugeruje, że manipulowanie tym genem może być potencjalnym celem leczenia chorób metabolicznych u ludzi.
Poza metabolizmem: znaczenie ciśnienia krwi
Adaptacje ewolucyjne nie ograniczają się do przetwarzania cukru. Diety wysokocukrowe w połączeniu z wodnistym charakterem nektaru stwarzają wyjątkowe problemy z krążeniem. Ptaki ewoluowały, aby genetycznie regulować ciśnienie krwi, aby zapobiegać zgrubieniom i blokadom, co świadczy o „integracji ewolucyjnej”, w ramach której układ metaboliczny i układ krążenia współdziałają.
Konsekwencje dla zdrowia ludzkiego
Badanie podkreśla, że przetrwanie na diecie wysokocukrowej wymaga szeregu zmian genetycznych, a nie jednej magicznej pigułki. Naukowcy uważają, że zrozumienie tych złożonych adaptacji może prowadzić do nowych strategii terapeutycznych w leczeniu zaburzeń metabolicznych u ludzi. Chociaż MLXIPL jest obiecującym celem, przykład ptaków pokazuje, że odtworzenie ich tolerancji na cukier u ludzi będzie prawdopodobnie wymagało rozległych modyfikacji genetycznych.
Zdolność ptaków do prawidłowego rozwoju na diecie bogatej w cukier stanowi przekonujący przykład adaptacji ewolucyjnej, sugerując, że mogą istnieć genetyczne rozwiązania problemów metabolicznych, jeśli uda nam się je odblokować.
