STUDIU. Broaştele de sticlă îşi ascund celulele roşii în ficat pentru a deveni transparente

• Mecanismul prin care broaştele de sticlă devin transparente a fost descoperit şi ar putea duce la tratamente pentru cheagurile de sânge.
• Creaturile îşi ascund 90% din celulele roşii din sânge în ficat, care este acoperit de o oglindă, astfel încât devin vizibili doar ochii, oasele şi organele interne.
• Broaştele de sticlă sunt una dintre puţinele vertebrate terestre care pot deveni transparente, ceea ce i-a făcut pe cercetători să fie deosebit de interesaţi de ele, însă puţini au înţeles procesul până acum.

Mecanismul prin care broaştele de sticlă devin transparente a fost descoperit şi ar putea duce la tratamente pentru cheagurile de sânge, au dezvăluit oamenii de ştiinţă.

Amfibienii precum broaştele de sticlă devin transparente în timp ce dorm, iar acum oamenii de ştiinţă au descoperit cum.

Creaturile îşi ascund 90% din celulele roşii din sânge în ficat, care este acoperit de o oglindă, astfel încât devin vizibili doar ochii, oasele şi organele interne.

În ciuda acestui fapt, ele reuşesc să evite formarea unui cheag masiv, iar când se trezesc, sângele se scurge din nou în tot corpul lor, potrivit Independent.

Autorul studiului, Dr. Sönke Johnsen de la Universitatea Duke din SUA, a explicat: „Ori de câte ori broaştele de sticlă doresc să fie transparente, ceea ce se întâmplă de obicei atunci când sunt în repaus şi vulnerabile la prădători, ele filtrează aproape toate celulele roşii din sângele lor şi le ascund într-un ficat acoperit cu oglindă, evitând cumva să creeze un cheag imens de sânge în acest proces” .

„Ori de câte ori broaştele trebuie să devină din nou active, ele aduc celulele înapoi în fluxul sanguin, ceea ce le oferă capacitatea metabolică de a se deplasa” .

Maeştri ai camuflajului

Creaturile, care trăiesc în sudul SUA, America Centrală, Caraibe şi nordul Americii de Sud, sunt animale nocturne care dorm cu capul în jos pe frunze translucide care se potrivesc cu culoarea spatelui lor.

Ele pot fi aproape imposibil de observat atunci când sunt treze, deoarece au doar câţiva centimetri lungime şi sunt mai active noaptea, când pielea lor verde le ajută să se amestece cu iarba şi frunzele din jur.

Cu toate acestea, devin adevăraţi maeştri ai camuflajului atunci când dorm.

În timp ce multe creaturi marine, inclusiv peştii de gheaţă şi anghilele larvare, pot deveni transparente sau îşi pot schimba culoarea pielii, această abilitate este mult mai puţin întâlnită pe uscat. Broaştele de sticlă fac acest lucru pentru a fi mai greu de observat de către prădători.

Celulele roşii din sânge din sistemul circulator îngreunează transformarea în transparenţă a majorităţii animalelor.

Aceste celule sunt bune la absorbţia luminii verzi, care este culoarea luminii reflectate în mod normal de plante şi de altă vegetaţie.

În schimb, celulele roşii din sânge bogate în oxigen reflectă lumina roşie, ceea ce face ca sângele şi sistemul circulator să fie foarte vizibile, mai ales pe o frunză de un verde strălucitor.

Pentru studiu, echipa s-a concentrat pe un anumit tip de broască de sticlă, numită hyalinobatrachium fleischmanni.

Cercetătorii au călătorit în întreaga lume pentru a colecta broaşte de sticlă şi au efectuat teste de imagistică pe acestea.

Aceştia le-au folosit pentru a produce modele optice care au demonstrat că animalele sunt capabile să devină transparente prin împingerea globulelor roşii din vasele lor.

Echipa a suspectat că celulele erau stocate într-unul dintre organele interne ale broaştei, care sunt împachetate într-o membrană reflectorizantă.

Aceştia au explicat că, pentru un animal transparent, biologia sa a fost „şocant” de greu de descifrat.

Experţi din întreaga ţară au trebuit să ajute echipa să se descurce cu ea.

Autorul studiului, Dr. Jesse Delia, care lucrează acum la Muzeul American de Istorie Naturală, a explicat: „Dacă aceste broaşte sunt treze, stresate sau sub anestezie, sistemul lor circulator este plin de globule roşii şi sunt opace. Singura modalitate de a studia transparenţa este dacă aceste animale dorm în mod fericit, ceea ce este dificil de realizat într-un laborator de cercetare. Chiar ne dădeam cu adevărat cu capul de pereţi în căutarea unei soluţii” .

Cu toate acestea, echipa a aflat despre o tehnologie de imagistică numită microscopie fotoacustică (PAM), pe care au folosit-o pentru a face descoperirea.

Microscopia fotoacustică

Acest proces implică lansarea unui fascicul laser sigur de lumină într-un ţesut, care este absorbit de molecule şi transformat în unde ultrasonice.

Undele sonore sunt apoi folosite pentru a realiza imagini biomedicale detaliate ale moleculelor. Instrumentul de imagistică este neinvaziv, silenţios şi sensibil.

Profesorul Junjie Yao, specializat în tehnologii PAM la Duke, a explicat: „Globulele roşii în sine asigură contrastul, deoarece diferite tipuri de celule absorb şi reflectă diferite lungimi de undă ale luminii. Am putut să ne optimizăm sistemele de imagistică pentru a căuta în mod specific celulele roşii din sânge şi pentru a urmări cât de mult oxigen circula în corpul broaştelor” .

În timpul studiului, broaştele au dormit cu susul în jos într-o tavă Petri, similar cu modul în care ar dormi pe o frunză. Cercetătorii au îndreptat apoi un laser verde spre ele.

Globulele roşii din corpul broaştei au absorbit lumina verde şi au emis unde ultrasonice, care au fost apoi captate de un senzor acustic pentru a le localiza locul unde se aflau.

Echipa doreşte acum să analizeze procesul prin care acestea reuşesc să stocheze atât de multe celule în ficat pentru a înţelege mai multe despre sănătatea vasculară umană.

Dr. Delia a adăugat: „Acesta este primul dintr-o serie de studii care documentează fiziologia transparenţei vertebratelor şi sperăm că va stimula activitatea biomedicală pentru a transforma fiziologia extremă a acestor broaşte în ţinte noi pentru sănătatea şi medicina umană” .

Descoperirile au fost publicate în Journal of Science.