Mereimetajad on vee all elamiseks väga kohanenud. Selle keskkonna üks keerulisemaid aspekte on äärmuslik surve, mida loomad kogevad üha sügavamal. See seisund suurendab vajadust aju kaitsmise järele pulseeriva verevoolu eest, mida kogevad kõik imetajad.
Uus uuring, mille Briti Columbia ülikool viitab sellele, et vaalaaju spetsiaalsed veresooned võivad neid kaitsta ujumisest põhjustatud impulsside eest.
Retia mirabilia ehk imelise võrgu, verearterite võrgustike, mis ümbritsevad arterit, täpse funktsiooni kohta on palju hüpoteese. aju ja vaala selgroog. UBC zooloogid arvavad aga nüüd, et neil on vastus olemas ja arvutimodelleerimine toetab nende väiteid.
Galopimisel kogevad maismaaimetajad, nagu hobused, veres pulssi, kus kehasisene vererõhk tõuseb ja langeb iga sammuga. Uues uuringus esitavad peaautor dr Margo Lillie ja tema meeskond esimese ettepaneku, et sama nähtust kogevad ka vaalad, kes ujuvad dorso-ventraalsete liigutustega. Ja nad võivad olla avastanud, miks vaalad väldivad pikaajalist ajukahjustust.
Dr Lillie, UBC zooloogiaosakonna emeritateadur, ütles: "Kõigil imetajatel on keskmine vererõhk arterites või südamest väljuvas veres kõrgem kui veenides. See rõhuerinevus juhib verevoolu kehas, sealhulgas läbi aju. Liikumine võib aga verd jõuliselt liigutada, põhjustades ajus rõhu hüppeid või impulsse. Nende impulsside jaoks ajju siseneva ja väljuva vere rõhu erinevus võib põhjustada kahjustusi.
"Selline pikaajaline kahju võib põhjustada dementsus inimestes. Kui aga hobused tegelevad pulssidega sisse ja välja hingates, siis vaalad hoiavad hinge kinni sukeldudes ja ujudes. Nii et kui vaalalised ei saa oma hingamissüsteemi kasutada rõhuimpulsside vähendamiseks, peavad nad leidma probleemi lahendamiseks muu viisi.
Teadlased märkisid, Võrkkesta kasutab pulsiülekande mehhanismi tagamaks, et vaalalise aju vererõhk ei erineks liikumise ajal peale keskmise erinevuse. Põhimõtteliselt, selle asemel, et summutada veres esinevaid impulsse, kannab võrkkesta ajju sisenevas arteriaalses veres pulsi üle väljuvasse venoossesse verre, säilitades sama pulsi "amplituudi" või tugevuse ja seega vältides mis tahes rõhuerinevust. aju ise."
Flukseerimise sagedus oli üks biomehhaanilistest teguritest, mille teadlased 11 erineva vaalaliigi kohta leidsid ja arvutimudelisse sisestasid.
Vanemautor dr Robert Shadwick, UBC zooloogiaosakonna emeriitprofessor, ütles: "Meie hüpotees, et ujumine tekitab sisemisi rõhuimpulsse, on uus ja meie mudel toetab meie ennustust, et liikumisest tingitud rõhuimpulsse saab sünkroniseerida impulsi ülekandemehhanismiga, mis vähendab saadud voolu pulsaalsust kuni 97 protsenti."
"Mudelit saab kasutada küsimuste esitamiseks teiste loomade kohta ja selle kohta, mis toimub nende vererõhu pulssidega, kui nad liiguvad, sealhulgas inimeste kohta. Hüpoteesi tuleb veel kontrollida, mõõtes ujuvate vaalaliste ajus vererõhku ja voolu, praegu ei ole see eetiliselt ja tehniliselt võimalik, kuna see tähendaks sondi panemist elusale vaalale.
„Nii huvitavad kui nad ka pole, on nad sisuliselt kättesaamatud. Nad on planeedi suurimad loomad, võib-olla kunagi, ja arusaam, kuidas neil õnnestub ellu jääda ja elada ning teha seda, mida nad teevad, on põnev osa põhibioloogiast.
Kaasautor dr Wayne Vogl, UBC raku- ja füsioloogiateaduste osakonna professor, ütles, "Järgmine samm oleks oluline mõista, kuidas rindkere reageerib veesurvele sügavusel ja kuidas kopsud mõjutavad veresoonte rõhku. Otsene vererõhu mõõtmine ja ajuvool oleks muidugi hindamatu väärtusega, kuid hetkel pole see tehniliselt võimalik.
Ajakirja viide:
- M. A. Lillie, A. W. Vogl jt. Retia mirabilia: vaalaliste aju kaitsmine liikumisest tingitud vererõhu impulsside eest. teadus. DOI: 10.1126/science.abn3315
