Как улитки создают свою слизь

Коллаген и кальций работают в тандеме, обеспечивая различные механические свойства разных типов слизи.

Источник: Институт коллоидов и межфазных границ им. Макса Планка. Источник: Институт коллоидов и межфазных границ им. Макса Планка.

Улитки хорошо известны своей слизью. Эта слизь высоко ценится как противовоспалительный и омолаживающий ингредиент в некоторых средствах по уходу за кожей, и улитки могут выделять различные виды слизи со свойствами, адаптированными к конкретным функциям. Группа немецких ученых определила рецепт того, как улитки достигают этой так называемой регулируемости: коллаген и кальций работают в тандеме, обеспечивая различные механические свойства, согласно новой статье в журнале Science.

Слизь улитки состоит в основном из воды; именно муцины (гликопротеины) и сложные углеводы придают ей слизистую, вязкую текстуру. Помимо косметических целей, слизь обладает большим потенциалом для доставки лекарств. В 2020 году ученые обнаружили, что сочетание слизи обычной садовой улитки с золотыми наночастицами помогает ускорить заживление ран и проявляет противовоспалительные свойства у мышей. Наиболее важным для этой последней статьи является исследование 2023 года, посвященное слизи садовой улитки, в котором были выявлены три различных типа выделяемой слизи: увлажняющая версия для защиты кожи, версия, действующая как клей, и третья, служащая смазкой, позволяющей улитке легче скользить по поверхности.

Исследовательская группа сосредоточила свои усилия на болотной улитке/лимонной улитке (Cepaea nemoralis), которую они сочли хорошо подходящей в качестве объекта исследования, поскольку улитки выделяют пять различных видов слизи с разными функциями. Как и у садовых улиток, есть слизь, которая служит смазкой для передвижения, и клейкая слизь, помогающая улитке прилипать к различным поверхностям. Затем есть слой слизи, известный как эпифрагма, который улитка выделяет во время зимней спячки. Он содержит кальцит и эффективно герметизирует раковину, защищая улитку от хищников и суровых условий окружающей среды.

C. nemoralis также выделяет два разных вида защитной слизи при беспокойстве. Одна из них — липкая желтая слизь, похожая на ту, которую вырабатывают некоторые моллюски, и обладающая высокой устойчивостью к разрывам и повреждениям. Другая — пузырчатое вещество, которое, по мнению ученых, выделяется для удушения мелких хищников и/или вымывания их из раковины.

Исследователи проанализировали все пять типов слизи, используя различные методы, включая протеомику, рентгеновскую флуоресценцию, рентгеновскую дифракцию, криосканирующую электронную микроскопию и жидкостную хроматографию. Они обнаружили, что все пять видов слизи имеют схожий белковый состав и что коллаген IV является основным структурным компонентом. Именно различное количество белка и добавление аморфного карбоната кальция (АКК) определяют различные механические свойства данной слизи. Два защитных типа слизи содержали наибольшее количество белков.

«Эти результаты указывают на то, что данные белки используются для регулирования степени сшивания и, следовательно, плотности их сетчатой структуры, что оказывает непосредственное влияние на их механические свойства», — заключили авторы. «Каждый тип слизи демонстрирует отчетливую и сложную иерархическую структуру, на которую влияет обработка слизистого материала».

Кроме того, кальций «активно выделяется вместе со слизью, служа источником ионов для образования поперечных связей или минеральным предшественником для укрепления».

Science, 2026. DOI: 10.1126/science.adx7367 (О DOI).

Источник: arstechnica.com