Les reptiles aviaires et non aviaires excrètent un excès d’azote sous forme solide – familièrement appelé « urates » – en tant qu’adaptation évolutive qui contribue à la conservation de l’eau. Pourtant, de nombreuses questions restent ouvertes concernant la composition, la structure et l’assemblage de ces matériaux biogéniques. Dans le cadre de nouvelles recherches, des scientifiques de l’Université de Georgetown, du Centre international de données de diffraction, du Musée du désert de Chiricahua et de l’Université d’État de Géorgie ont analysé les excrétions d’urate du python royal (Python regius) et de 20 autres espèces de reptiles et ont révélé un système intelligent et hautement adaptable qui gère à la fois les déchets azotés et les sels.
« La plupart des êtres vivants ont une sorte de système excréteur – après tout, ce qui entre doit sortir », ont déclaré Jennifer Swift, chimiste à l’Université de Georgetown, et ses collègues.
« Chez l’homme, l’excès d’azote sous forme d’urée, d’acide urique et d’ammoniac est éliminé dans l’urine. »
« Mais de nombreux reptiles et oiseaux conditionnent certains de ces mêmes produits chimiques contenant de l’azote dans des solides, ou urates, que les animaux éliminent par leur cloaque. »
Les scientifiques pensent que ce processus pourrait avoir évolué pour conserver l’eau.
« Bien que la formation de cristaux dans l’urine soit un avantage évolutif potentiel pour les reptiles, c’est un problème sérieux pour les humains », ont déclaré les chercheurs.
« Quand trop d’acide urique est présent dans le corps humain, il peut se solidifier en éclats douloureux dans les articulations, provoquant la goutte, ou dans les voies urinaires sous forme de calculs rénaux. »
Dans la nouvelle étude, les auteurs ont étudié comment les reptiles excrètent les déchets cristallins en toute sécurité, en étudiant les urates de plus de 20 espèces de reptiles.
« Cette recherche a été réellement inspirée par le désir de comprendre la manière dont les reptiles sont capables d’excréter cette matière en toute sécurité, dans l’espoir qu’elle puisse inspirer de nouvelles approches en matière de prévention et de traitement des maladies », a déclaré le Dr Swift.
Les images au microscope ont révélé que trois espèces – les pythons royaux, les pythons angolais et les boas arboricoles de Madagascar – produisaient des urates constitués de minuscules microsphères texturées variant de 1 à 10 micromètres de large.
Des études aux rayons X ont montré que les sphères sont constituées de nanocristaux encore plus petits d’acide urique et d’eau.
De plus, les scientifiques ont découvert que l’acide urique joue un rôle important dans la conversion de l’ammoniac en une forme solide moins toxique.
Ils pensent que l’acide urique pourrait en réalité jouer un rôle protecteur similaire chez l’homme.
« Notre analyse des urates produits par une gamme de reptiles squamates sert à élucider les aspects clés du système adaptable très intelligent qu’ils utilisent pour gérer les déchets azotés et le sel », ont déclaré les chercheurs.
« Avec des contrôles alimentaires en place, une appréciation de la façon dont le stockage et le vieillissement dans l’environnement peuvent affecter les analyses d’échantillons et les avantages des progrès de l’instrumentation, l’étude actuelle fournit une compréhension beaucoup plus détaillée de la structure et de la fonction des urates biogéniques. »
« Comment et où les microsphères sont assemblées restent des questions ouvertes et intrigantes, bien que le fait qu’elles soient produites par un ensemble diversifié d’espèces uricotéliques suggère un processus à faible énergie apparemment optimisé par des régimes de sélection similaires. »
« La reconnaissance du rôle de l’acide urique dans la gestion de l’ammoniac pourrait avoir des implications plus larges pour la santé humaine, même si des études cliniques sont nécessaires pour étayer pleinement cette hypothèse. »
Les résultats ont été publiés aujourd’hui dans le Journal of the American Chemical Society.
