Люди використовують анестезію вже протягом 175 років. Однак принцип дії знеболювального вчені й донині не можуть пояснити повністю. Існує безліч гіпотез та стільки ж різних тверджень, але поки що жодне не виявилось достатньо переконливим. Нещодавно ботанікам спала на думку геніальна ідея: ввести анестезію у Венерину мухоловку – рослину, що харчується комахами та павуками.

Інакше кажучи, науковці хотіли розв’язати «гостру проблему» анестезії за допомогою колючок цієї маленької рослини. Взагалі вона – чудовий інструмент для дослідження, оскільки має передбачливі рухи зрозумілої природи. Дослідники вводили у листи мухоловки лідокаїн та етер, а потім спостерігали за їхньою реакцією на подразник – невеличку голку. Головна мета експерименту – зрозуміти, чи однаково ці речовини діють на людей і рослин. Але після дослідження, яке дало дивовижні результати, у ботаніків виникло ще більше питань.

Рослин і тварин розділяє 1,5 мільярда років еволюції, попри те, що деяка схожість між ними все ж залишилася – зокрема, структура клітин (хоча лише рослини мають хлоропласти та клітинні стінки). У тварин еволюціонували м’язи та дискретні внутрішні органи для переробляння поживних речовин із довкілля. Клітини всього рослинного організму майже не відрізняються, за останні 1,5 мільярда років вони суттєво не змінилися, на відміну від наших структурних одиниць. До того ж, Венерина мухоловка, як і їй подібні, не мають нейронів – головного елементу у знеболюванні.

Нейрони – невіддільна частина нервової системи кожної тварини. У рослин їх немає. Ці клітини передають інформацію про подразнення та відчуття від периферійних частин тіла до мозку та спини. Нейрони можуть посилати електрохімічні сигнали від кори мозку до кінчиків пальців ніг людини. Більшість такої інформації передається у вигляді іонів натрію – заряджених частинок, розміром не більше атома. Вони проходять через іонні канали для передачі сигналу від одного нейрона до іншого, а лідокаїн, місцевий анестетик, який зазвичай використовують стоматологи, блокує ці канали, перешкоджаючи надсиланню інформації нейронами. Ось чому наш рот німіє: нервові клітини не можуть надсилати больові відчуття у мозок. Їхня дія тимчасово зупинилася.

У рослин немає нейронів, але лідокаїн все ще може приглушувати їхні рухи (у випадку з мухоловкою) та відчуття. Це видно на відео дослідників – авторів експерименту:

Перед введенням лідокаїну.

Після введення анестезії.

Як тоді може діяти лідокаїн на рослину, якщо необхідних для того нейронів вона не має? Про те, що відбулося з мухоловкою, нам залишається тільки здогадуватись.

Рослина не має мозку, тож у неї відсутня централізація поведінки та відчуттів, як і чітка організація «мисленнєвих процесів». У тварин все навпаки. Попри дивовижну відмінність наших організмів від Венериної мухоловки, інформація від клітини до клітини передається людиною так само, як і рослиною – через іонні канали. Ось так, мабуть, і запрацював лідокаїн в експерименті. Клітини чутливих волосків мухоловки не змогли передати інформацію руховим клітинам і змусити їх стиснутися.

Що ж до знеболювальних речовин – принцип дії лідокаїну, як ми вже побачили, однаковий для рослин і тварин. З етером ситуація інша. 

Етер і лідокаїн – надзвичайно різні хімічні речовини з різною будовою, хоча обидві працюють як ефективні знеболювальні засоби. У тварин дія етеру зрозуміла. Деякі результати вказують на те, що він блокує клітинні мембрани й заважає їм передавати інформацію, не порушуючи їх повністю. Ці мембрани є шарами жирових молекул, що огортають кожну клітину нашого тіла. Їхня головна функція – захист від зовнішніх подразників. Схоже, ефір діє і на мембрани рослинних клітин та зупиняє зв’язок між ними. Звучить логічно, але насправді в цьому науковці поки що не впевнені. Мембрани рослин дуже відрізняються від людських, а етер у двох відмінних організмах працює однаково.

Клітини рослин і тварин

Клітини рослин і тварин

Рослини мають клітинні стінки та мембрани для контролю того, що потрапляє у структурну одиницю організму та виходить з неї. Вони схожі на клітинні мембрани тварин, але їхні молекули разюче відрізняються. Етер якимось чином знеболює організми, блокуючи їхні клітини. Як саме – ніхто не знає.

Через неймовірні відмінності між фізіологією тварин та рослин останні дають великі надії на подальші анестетичні дослідження. Якщо вчені намагаються дослідити складну проблему, розв’язати її буде легше, працюючи з примітивнішими організмами.

Перспективи експерименту

Те, що анестезія деактивує реакцію рослин на подразники – єдина інформація, яку науковці винесли з експерименту. Дослідження впливу наркозу на рослини ще не наблизило нас до розуміння того, чому він так на них діє. Але результати експериментів можуть пояснити принцип ефективності знеболювальних препаратів в організмі людини.

Ми знаємо, як розбудити людей під анестезією і як правильно дозувати знеболювальні речовини, щоб пацієнт не відчував болю при операції. Про сам наркоз нам відомо багато, але досвід з рослинами може надати додаткові деталі.

Нині наука про анестезію схожа на фізику до Айнштайна. Люди розуміли, що гравітація існує, знали, як її виміряти та використовувати, і мали математичні формули, які спиралися на її феномен, але не розуміли, чим вона є. Айнштайн зрозумів, що гравітація – викривлення простору-часу, і цим назавжди змінив фізику. Можливо, наступний «Айнштайн» – це ботанік, котрий зараз намагається розгадати секрет анестезії з Венериною мухоловкою.

Підтримайте Токар
50 грн.

10% середньостатистичної статті,
або ж пів дня роботи нашого сервера

Підтримати
Ось вона, нагода стати причетним до розвитку незалежних медіа!
Коменти