Ученые открыли эндокринную систему контроля кальция у насекомых без костей

Схема нейроэндокринного механизма, регулирующего уровень Ca²⁺ в гемолимфе личинок Drosophila. Автор: Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09670-z

У позвоночных животных кальций хранится в костях, и его высвобождение строго регулируется. Теперь исследователи из Университета Цукубы, используя в качестве модельного организма плодовых мушек, показали, что даже животные без костей обладают специализированными органами для хранения кальция, а также эндокринной системой, которая высвобождает кальций посредством гормональных сигналов в ответ на его дефицит.

Кальций — жизненно важный минерал, необходимый для мышечного сокращения, нейронной активности и многочисленных физиологических процессов, важных для выживания животных. У позвоночных паратиреоидный гормон (ПТГ) и родственные ему гормоны регулируют высвобождение кальция из костей, которые действуют как резервуары для поддержания уровня кальция в крови. Однако механизмы контроля концентрации кальция у беспозвоночных, таких как насекомые, у которых нет костей, до сих пор оставались в значительной степени неясными.

В своем исследовании, опубликованном в журнале Nature, исследователи из Университета Цукубы установили, что пептидный гормон Capa регулирует уровень кальция в жидкости тела плодовой мушки Drosophila melanogaster. Личинки с дефицитом Capa демонстрировали пониженный уровень кальция, что приводило к нарушению мышечного сокращения и снижению двигательной активности.

Команда также обнаружила, что Capa секретируется специфическими нейронами в краниальной нервной системе и действует на апикальную область мальпигиевых канальцев — органов, аналогичных почкам позвоночных, — чтобы мобилизовать кальций из «жемчужиноподобных гранул кальция (PCGs)», хранящихся в просвете канальцев (внутренней полости этой трубчатой структуры). Этот эндокринный путь позволяет организму высвобождать кальций из собственных запасов, когда с пищей его поступает мало, что очень похоже на то, как ПТГ работает у позвоночных.

Эти результаты предоставляют первые доказательства существования эндокринной системы, регулирующей концентрацию кальция у животных без костей. Открытие проливает свет на фундаментальные принципы кальциевого гомеостаза во всем животном мире и может внести ценный вклад в понимание расстройств, связанных с нарушением метаболизма кальция.

Больше информации: Naoki Okamoto et al, Neuroendocrine control of calcium mobilization in the fruit fly, Nature (2025). DOI: 10.1038/s41586-025-09670-z

Источник: University of Tsukuba