мечехвост кровь для чего используется
Зачем людям голубая кровь?
Когда речь заходит о голубой крови, то первое, о чем нужно вспомнить – это кровь подковообразного краба мечехвоста. Эта голубоватая жидкость широко используется в медицине начиная с 1970-х годов, так как помогает бороться с разными болезнями и является важным элементом в тестировании безопасности вакцин и новых лекарств. Литр крови подковообразного краба стоит 15 000 долларов, что делает ее одним из самых дорогих ресурсов в мире. Однако даже несмотря на запредельную стоимость, охота на мечехвостов поставила этот удивительный вид на грань исчезновения. Синий цвет крови обусловлен наличием в ней меди, однако это не самая интересная ее особенность.
Голубая кровь этих странных крабов спасает сотни и тысячи жизней
Самые древние животные на Земле
Мечехвосты – самый древний вид на нашей планете, за что и получил звание “живого ископаемого”: в той или иной форме эти подковообразные крабы, которые обитают у восточных берегов Северной Америки и Азии, существуют не менее 450 миллионов лет. Мечехвосты не являются ракообразными, но принадлежат к отряду членистоногих и больше связаны со скорпионами, чем с крабами. Но как кровь этих животных стала настолько ценным ресурсом?
Если мечехвосту угрожает опасность, его кровь превращается в желе. Именно это ее свойство помогает спасать жизни. Причем все намного серьезнее, чем может показаться – вся современная система проверки медицинских препаратов завязана на крови мечехвостов. Жизни тысяч человек в прямом смысле этого слова находятся в их руках.
Патологоанатом Фредерик Бэрнс хотел понять, как работает иммунная система этого животного. Чтобы изучить свойства крови мечехвостов он провел серию экспериментов, например, ввел бактерии из морской воды в кровь мечехвоста, чтобы посмотреть, как животное на это отреагирует. Оказалось, что после того, как в кровь мечехвоста попала вода, зараженная бактериями, кровь превратилась в желейную массу. То же самое произошло после того, как ученый ввел мечехвосту в кровь воду с бактериями, которую перед этим кипятили 5-10 минут. В результате патологоанатом пришел к выводу, что это загустение крови – естественный механизм, который предназначен для защиты остальной части тела подковообразного краба от инородного патогена.
Теперь понятно кем вдохновлялся Риддли Скотт, создавая «Чужого»
Чтобы всегда оставаться в курсе последних научных открытий, подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram
Фредерик Бэрнс установил, что за высокую эффективность иммунной системы мечехвостов отвечает специальный свертывающий агент, который используется для приготовления смеси под названием Limulus amebocyte lysate или LAL. До появления LAL у ученых не было простого способа узнать, заражена ли вакцина или медицинский инструмент бактериями, например кишечной палочкой или сальмонеллой. Каждый год медицинская промышленность вылавливает около 600 000 подковообразных крабов.
Как добывают кровь мечехвостов
Будучи очень древними существами, мечехвосты способны без вреда для себя «отдавать» определенное количество крови. В лаборатории обученные сотрудники втыкают под панцирь членистоногого полую, цилиндрическую палочку, которая выкачивает кровь, пока морское животное это позволяет. Выглядит все это так:
Так проходит сбор крови мечехвостов
В целом мечехвосты дренируют 30% своей крови, однако до 30% крабов не доживают до конца этого процесса. Выживших животных исследователи возвращают в воду, однако никто толком не знает выздоравливают ли они. В 2016 году Международный союз охраны природы США назвал подковообразного краба уязвимым видом – то есть на одну ступень ниже находящегося под угрозой исчезновения. Если ситуация не изменится, их популяция в США продолжит сокращаться на целых 30% на протяжении следующих 40 лет.
Последние полученные данные, как пишет Business Insider, говорят о том, что многие мечехвосты не выживают. После забора крови от 10% до 25% животных умрут в течение первых двух дней. Из-за процедуры крабы становятся слабыми и дезориентированы в пространстве на некоторое время. Отмечается, что у самок могут возникнуть проблемы с нерестом. Между тем, благодаря голубой крови мечехвостов миллионы пациентов могут без опаски принимать лекарства каждый день.
Еще больше новостей из мира науки и высоких технологий ищите на нашем канале в Яндекс.Дзен. С недавних пор Hi-News.ru входит в список социально значимых ресурсов по версии «Минкомсвязи». Это означает, что вы можете читать наши статьи даже при отрицательном балансе.
Учитывая угрозу исчезновения этих потрясающих животных, ученые пытаются найти синтетическую альтернативу, которая поможет снизить нагрузку на популяцию подковообразных крабов. Ну а нам с вами остается надеяться, что у них получится и эти древнейшие существа продолжать спасать тысячи жизней.
Мечехвост — животное с голубой кровью
Эти прекрасные и одновременно ужасные представители морских глубин являются одними из самых древних существ в мире.
Трудно в это поверить, но мечехвосты (Xiphosura) появились задолго до динозавров около 480 млн. лет назад. Раньше видов мечехвостов было очень много, но дожили до наших дней лишь четыре вида, чья популяция ежегодно стремительно сокращается.
Название этого существа на английском языке дословно звучит как «краб-подкова» — «Horseshoe crab». Мечехвост на самом деле дальний родственник крабам и даже паукам.
А еще за свой почтенный возраст существования на планете, его частенько называют «живым ископаемым». Ведь внешний вид мечехвоста не изменился практически совсем.
В крови мечехвоста переносящим кислород элементом является не гемоглобин, а гемоцианин. В своем составе он содержит высокую концентрацию меди. Вот почему кровь мечехвоста благородно голубого цвета.
Почему голубая кровь мечехвостов способна помогать человеку?
Ещё буквально несколькими годами ранее мечехвостов массово ловили для удобрений. Рыбаки получали за это огромные деньги, а фермеры хороший урожай. Вскоре популяция морских существ стала уменьшаться.
Во времена колониальной Америки, а особенно в XX веке их добывали тоннами. Только для того, чтобы переработать на удобрение (оно называлось cancerine), в котором аграрии ценили прежде всего азотистые вещества. Для переработки чаще всего использовались панцири. Их выпаривали, сушили, перемалывали, а затем удобряли получившимся субстратом сельхозполя.
Все остальное — то есть, собственно, мягкое тело мечехвоста и его внутренности — шло на корм свиньям. Иногда, впрочем, в удобрения перерабатывалось и тело: для этого ему давали сгнить (просто раскладывая мертвых животных на солнцепеке), а затем перемешивали эту протухшую массу с опилками, соломой, листьями или коровьим навозом — получался отличный компост. Им удобряли особенно обедненные почвы.
К счастью, учёным удалось способствовать тому, чтобы охота на бедных мечехвостов прекратилась. Однако их спокойные деньки продлились не так уж и долго. В 1990-х годах возросла потребность в этих животных.
В Японии мечехвостов использует в качестве еды для домашних питомцев, то есть, из них делают корм. А вот в некоторых странах Азии представителей морских глубин употребляют в пищу. Что в принципе совершенно неудивительно.
С каждым годом количество этих необычных животных стремительно сокращается.
А еще не так давно удалось выяснить, что кровь мечехвостов можно использовать в медицинских целях.
Коагулоген, находящийся в составе крови мечехвоста, способен определить следы пребывания бактерий где бы то ни было и тут же «захватить» их в тромб (то есть кровь, соприкасаясь с бактериями, тотчас же сворачивается).
Такое оригинальное свойство организма мечехвостов помогает им мгновенно спасаться от любых инфекций (что, вероятно, обеспечивает высокую продолжительность жизни — 19–20 лет), а фармкомпаниям — тестировать препараты на «чистоту» (то есть определять, нет ли в них бактерий). Это очень быстрый и простой метод.
Несмотря на то, что после извлечения крови, мечехвостов отпускают на свободу – большинство сильно ослабевает и умирает.
Зачем медикам голубая кровь мечехвостов?
Современные мечехвосты, или подковообразные крабы, ничуть не отличаются от своих предков, живших более 300 миллионов лет назад. За исключением, пожалуй, того факта, что их важность и значимость для человека увеличилась в миллионы раз. А все благодаря голубой крови мечехвостов.
Если быть точным, то голубая из-за высокого содержания в ней меди кровь мечехвостов — это гемолимфа, нечто средне между кровью и лимфой. Фармацевты высоко ценят её за способность сворачиваться при контакте с эндотоксинами и используют для безошибочного выявления опасных для человека бактерий в лекарственных средствах, на медицинской технике и имплантах.
Обычно фармакологические компании выкачивают примерно треть крови мечехвостов. Затем «доноров» возвращают в их естественную среду обитания. Ежегодно для нужд фармацевтики отлавливаются около полумиллиона подковообразных крабов. Несмотря на то, что метод получения гемолимфы считается гуманным, зоозащитники бьют тревогу. По словам экологов, никто не знает, как точно забор крови влияет на дальнейшую жизнь мечехвостов. Согласно недавним оценкам, около 30 % «доноров» погибают после процедуры, а у самок крабов снижается вероятность спаривания. По оценкам учёных, если дело и дальше будет идти такими темпами, к середине века численность мечехвостов сократится на треть.
Однако ситуация усугубляется тем, что аналогов гемолимфе мечехвостов не существует.
Это статья из нашего аккаунта в «Инстаграме», в котором мы каждый день публикуем что-то интересное о неизведанном мире вокруг. Подписывайтесь, ставьте лайки! 🙂
Почему у мечехвостов голубая кровь?
Голубая кровь — далеко не всегда признак высокого происхождения. Ведь её реальные обладатели, мечехвосты, скорее походят на хедкрабов, чем на монархов.
Свою кровь наш доисторический друг (как никак, живёт на земле уже 450 миллионов лет!) перекрасил не по приколу. У мечехвостов роль гемоглобина в крови, переносящего кислород, выполняет гемоцианин, в котором содержится много меди. Так вот, из-за ядрёной концентрации этого металла в организме кровь животин и становится голубой.
Как бы выглядели наши короли и королевы, если бы их выбирали по голубизне крови.
В условиях донной жизни этот самый гемоцианин, видимо, справляется лучше гемоглобина. Ведь помимо мечехвостов он есть у осьминогов и моллюсков. Но мечехвост выгодно выделяется среди своей доисторической компашки. Ведь его кровь не только голубая, но ещё и целебная!
На самом деле, внутри тела кровь животных прозрачная. Голубой она становится тогда, когда происходит реакция с воздухом. Медь окисляется и даёт синий оттенок.
Помимо меди, придающей голубизну, учёные также обнаружили в крови мечехвоста особое химическое соединение – коагулоген. Эта штука определяет наличие бактерий в организме и тут же сворачивается, если обнаруживает какую-то бяку. Благодаря этому соединению мечехвост не болеет инфекционными заболеваниями. Вообще. При этом живёт он рекордно долго для существа с простейшей организацией — по 15-20 лет!
Медики быстро взяли это вещество на вооружение. Теперь мечехвосты регулярно сдают кровь. Способ не больно гуманный, но без голубых кровей этого древнего существа проводить внутривенные инъекции, увы, уже невозможно. Фармкомпании тестируют лекарства при помощи этого чудо-соединения. Ведь именно благодаря коагулогену в препаратах находят бактериальные токсины.
Сейчас медики пытаются воссоздать коагулоген в лабораторных условиях. Но, пока что, этого сделать не удаётся.
Скажем большое спасибо мечехвостам, и будем надеяться, что учёные покумекают, и найдут синтетический аналог коагулогена. Ведь для того, чтобы собрать целебную голубую кровь этих животин вылавливают миллионами.
Как сбор крови мечехвостов стал многомиллионной индустрией
Кровь мечехвостов помогает людям бороться с болезнями, начиная с 1970-х годов, но если мы продолжим собирать её в чрезмерных количествах, то, возможно, нас некому будет спасать.
Сбором крови мечехвостов занимается компания Charles River Laboratories
Что имеет голубой цвет, является непрозрачным и чрезвычайно дорогим? Это кровь мечехвостов, водных членистоногих, которые обитают у восточных берегов Северной Америки и Азии. Кровь мечехвостов – важный элемент в тестировании безопасности новых лекарств и вакцин.
Цена крови мечехвостов невероятно высока – 15 тысяч долларов за кварту, что делает её дорогостоящим ресурсом.
Тем не менее, чрезмерный сбор крови мечехвостов сделал этот вид близким к вымиранию, что представляет собой опасность для человечества.
Мечехвосты часто встречаются у восточных берегов Северной Америки и Азии
Мечехвостов часто называют «живыми ископаемыми», потому что их вид существует на Земле в той или иной форме на протяжении 450 миллионов лет. Они даже похожи на ископаемые: их тела покрыты твёрдыми панцирями, а характерные особенности не столь отчётливо развиты, как у большинства современных животных.
Мечехвосты не являются ракообразными. Они принадлежат к отряду членистоногих и больше связаны со скорпионами, нежели с крабами.
Каким образом кровь мечехвостов стала таким ценным товаром? Всё началось с исследований Фредерика Бэнга, патологоанатома, который хотел понять, как работает иммунная система этого древнего морского животного.
Бэнг провёл серию экспериментов с целью изучить кровь мечехвостов и её свойства. Он ввёл бактерии из морской воды непосредственно в кровь мечехвоста, чтобы посмотреть, как она отреагирует на заражённую инъекцию. То, что обнаружил Бэнг, в конечном счёте станет одним из самых важных элементов тестирования безопасности современных лекарств.
Бэнг установил, что после того как в кровь мечехвоста была введена заражённая бактериями морская вода, она превратилась в «тягучую массу». Та же самая реакция произошла, когда он ввёл мечехвосту инъекцию с бактериями, которую кипятили в течение 5-10 минут до введения.
Исследователь указывает на подбрюшье мечехвоста, откуда берётся кровь для использования в лабораторных испытаниях
Бэнг пришёл к выводу, что свёртывание крови – естественный механизм, предназначенный для защиты остальной части тела мечехвоста от вторгшегося патогена. В 1956 году он опубликовал исследование под названием «Бактериальная болезнь Limulus Polyphemus». Он установил, что за высокую эффективность иммунной системы отвечает молекула limulus amebocyte lysate (LAL).
До того как LAL была обнаружена в крови мечехвостов, единственным способом проверить токсичность новых вакцин было ввести их лабораторным кроликам и наблюдать за симптомами. Однако после открытия LAL учёные просто помещают каплю лекарственного препарата в кровь мечехвостов и тут же узнают, будет ли он токсичен для человека.
В скором времени Бэнг и его коллега Джек Левин приступили к разработке стандартизированного метода извлечения LAL из крови мечехвостов. На это у них ушло полтора десятилетия.
Около 400000 мечехвостов умирают ежегодно из-за своей драгоценной крови
К концу 1970-х годов Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США позволило фармацевтическим компаниям заменить подопытных кроликов наборами с LAL. Они быстро завоевали популярность в качестве основного метода тестирования лекарств на токсичность. Это был не только более гуманный способ проверить безопасность новых лекарств, но и весьма удобный в применении метод.
Учёным нужно было просто добавить LAL в исследуемое лекарство и подождать несколько минут, чтобы посмотреть, затвердеет ли оно. Вскоре сбор крови мечехвостов стал важной частью фармацевтической промышленности.
Но извлечение LAL всё равно требовало использования животных — в данном случае сбора крови у мечехвостов.
Каждый год рыбаки вылавливают сотни тысяч мечехвостов, чтобы отправить их своим клиентам, таким как швейцарская химическая компания Lonza, которая продаёт LAL.
После того как животных доставляют производственным корпорациям, их очищают от моллюсков и отправляют на длинный сборочный конвейер. Затем в мечехвостов вводят иглы, чтобы взять их кровь.
Кровь мечехвостов чрезвычайно ценна благодаря специальной молекуле, обнаруживающей бактерии и называемой LAL
Кровь мечехвостов в настоящее время является востребованным товаром среди медицинских учёных и фармацевтических компаний. Согласно отчёту The Atlantic, одна кварта (примерно 1 литр) крови мечехвостов стоит целых 15000 долларов, в то время как наборы LAL могут стоить до 1000 долларов за упаковку.
Подсчитано, что ежегодно проводится 70 миллионов тестов на эндотоксин, что делает сбор крови мечехвостов многомиллионной индустрией.
Конечно, всё это привело к серьёзному последствию: сокращению популяции мечехвостов. Около 400000 мечехвостов ежегодно умирают ради того, чтобы мы имели возможность тестировать фармацевтические препараты. Первоначально считалось, что сбор крови не оказывает существенного влияния на самочувствие мечехвостов.
Но исследования последних лет показали обратное.
Кровь мечехвостов против синтетики
Каждую весну тысячи мечехвостов появляются на побережье залива Дэлавер, чтобы нереститься. Мечехвосты жизненно необходимы для прибрежной экосистемы, а также полезны для поддержания здоровья людей.
Постоянное сокращение популяции мечехвостов частично объясняется их чрезмерным выловом в конце 19-го и начале 20-го века для получения удобрений и корма для скота. После того как в 1960-х годах ловля мечехвостов прекратилась, в середине 1990-х годов промысловая добыча этого морского существа возобновилась, на этот раз целью было использовать его в качестве приманки для американского речного угря и моллюсков.
Однако использование крови мечехвостов в фармацевтической промышленности также сыграло свою роль в снижении их численности. Во время сбора у них забирают 30 процентов крови.
И хотя после этого животных выпускают обратно в дикую природу, до 30 процентов из них не выживают после сбора крови.
«От 10 до 25 процентов мечехвостов умирают в течение первых двух дней после сбора крови», – говорит Уин Уотсон, профессор зоологии в Университете Нью-Гэмпшира, которые занимается изучением влияния сбора крови на мечехвостов.
Horseshoe Crabs Saved My Life
Несмотря на создание синтетического заменителя, кровь мечехвостов всё равно продолжают собирать.
Более того, Уотсон и его команда обнаружили, что мечехвосты становятся дезориентированными и слабыми после того, как у них заберут кровь. Это может иметь серьёзные последствия для самок мечехвостов, у которых впоследствии могут возникнуть проблемы с нерестом.
Если эта практика продолжит развиваться такими темпами, то, по оценкам экспертов, популяция мечехвостов в Америке, вероятно, сократится на 30 процентов в ближайшие 40 лет. Это, скорее всего, приведёт к нехватке крови мечехвостов для проведения анализов на эндотоксин, что может обернуться катастрофой и для людей.
Хорошая новость заключается в том, что учёные упорно работают над созданием синтетического аналога крови мечехвостов для тестирования лекарственных препаратов. Биолог Джик Линг Динг был одним из первых, кто успешно воспроизвёл ген, который производит фактор С, специфическую часть LAL, обнаруживающую бактериальные токсины.
Но, несмотря на успешное создание синтетического заменителя, изменения происходят медленно. Производители эндотоксиновых тестов по-прежнему сопротивляются переходу от крови мечехвоста к синтетическому фактору С из соображений безопасности и прибыли.
«Мы так увлечены исследованиями, и мы счастливы, что у нас получается, – говорит Динг. – Мы надеемся, что рекомбинантный фактор С примут во всём мире, и мечехвосты будут спасены».
Мечехвосты спариваются в Национальном заповеднике дикой природы Дж. Н. Динга Дарлинга во Флориде (США)
Тем не менее, был достигнут определённый прогресс в этой сфере. В 2016 году Европейская фармакопея (англ. European Pharmacopoeia) – крупнейшая организация по стандартизации фармацевтических препаратов в Европе – добавила рекомбинантный фактор С в качестве общепринятого теста на бактериальные токсины. Между тем, ряд других фармацевтических компаний изучают эффективность рекомбинантного фактора С и LAL.
Места размножения мечехвостов, такие как мыс Кейп-Мей, где животные собираются каждую весну, чтобы нереститься, находятся под защитой, поскольку исчезновение мечехвостов может негативным образом сказаться на выживании других видов вроде исландского песочника, который питается яйцами мечехвостов.
В то же время в Америке постоянно предпринимаются попытки заменить тестирование лекарственных препаратов с использованием крови мечехвостов синтетическими аналогами. Будем надеяться, что когда американский рынок, наконец, примет синтетический заменитель в качестве золотого стандарта, будет не слишком поздно.