Насекомые в медицине

Насекомые использовались в качестве модельных организмов в течение многих десятилетий, включая плодовую муху Drosophila melanogaster, таракана Periplaneta americana и шелкопряда Bombyx mori. Многие другие используются в настоящее время из-за многочисленных и очевидных характеристик модельных организмов насекомых.

Модели насекомых
Биомедицинские исследования, направленные на раскрытие биологических процессов, лежащих в основе основных жизненных процессов, таких как питание, размножение, иммунитет и нейротрансмиссия, во многом обязаны насекомым.

Многие насекомые имеют системы органов, которые имеют высокую степень сходства с позвоночными. Нейроэндокринная и иммунная системы демонстрируют полезные сходства, которые могут указывать на наличие высоко сохраненных генов у насекомых и людей. Это могло бы помочь исследовать патогенез.

Нейроэндокринная сигнализация
Гормоны и нейропептиды у насекомых и людей часто идентичны или тесно связаны, поэтому они очень информативны о том, как работают сигнальные молекулы. Хотя гипоталамо-гипофизарная ось у людей строго не воспроизводится у насекомых, у них есть нейроны, продуцирующие гормоны, которые называются нейросекреторными клетками (НСК).

Они расположены группами в головном мозге, проецируясь на периферические органы-мишени, которые, как и гипофиз, имеют накопительные и секреторные доли. Эти исследования могли бы помочь понять, как работает нейроэндокринная регуляция, а также ее нарушение при различных расстройствах. Это также могло бы выявить биологически активные вещества, которые могли бы привести к появлению новых терапевтических агентов.

Регулирование энергии
Питание и регулирование энергии - еще одна важная область эндокринного и нейроэндокринного контроля. Гормоны, такие как лептин, грелин и холецистокинин (CCK), а также нейропептиды, такие как нейропептид Y или орексины, которые встречаются у позвоночных, включая людей, часто встречаются в аналогичной или гомологичной форме у насекомых, таких как CCK-подобные сульфакинины.

В области сердечно-сосудистых заболеваний, интенсивной области исследований среди людей, сердце и миокард насекомых являются хорошей моделью для биомедицинских исследований. Многие нейропептиды и нейротрансмиттеры насекомых, а также пептидные гормоны имеют структуру, аналогичную структуре химических веществ человека.

Примером может служить класс ингибиторов сократительной способности миокарда человека, называемых миосупрессинами, которые действуют аналогично и у насекомых, обеспечивая недорогие легко синтезируемые лекарственные препараты-кандидаты. Рецепторы для миосупрессина у людей и насекомых также похожи на рецепторы, связанные с G-белком.

Полет насекомых чрезвычайно энергоемкий и, как таковой, требует очень эффективной утилизации молекулы аденозинтрифосфата (АТФ) энергетической валюты посредством гидролиза для высвобождения энергии и регенерации для накопления большего количества энергии, захваченной в результате распада глюкозы и других молекул топлива.

Выводы, полученные в результате таких исследований, могут быть полезны для улучшения нашего понимания усталости и работоспособности, связанных с физическими упражнениями, таких как переход от использования глюкозы в качестве основного топлива к липидам.