Morski sesalci so zelo prilagojeni življenju pod vodo. Eden najzahtevnejših vidikov tega okolja je izjemen pritisk, ki ga živali doživljajo na naraščajoči globini. To stanje poveča potrebo po zaščiti možganov pred pulzirajočim pretokom krvi, kar doživljajo vsi sesalci.
Nova študija, ki jo Univerza v Britanski Kolumbiji nakazuje, da lahko posebne krvne žile v možganih kitov ščitijo pred pulzi, ki jih povzroča plavanje.
Obstajajo številne hipoteze o natančni funkciji "retia mirabilia" ali "čudovite mreže", mreže krvnih arterij, ki obdaja možganov in hrbtenico kita. Vendar zoologi UBC zdaj mislijo, da imajo odgovor, računalniško modeliranje pa podpira njihove trditve.
Med galopom kopenski sesalci, kot so konji, doživljajo "pulze" v krvi, kjer krvni tlak v telesu raste in pada z vsakim korakom. V novi študiji glavna avtorica dr. Margo Lillie in njena ekipa dajejo prvi predlog, da tudi kiti, ki plavajo s hrbtno-ventralnimi gibi, doživljajo enak pojav. In morda so odkrili, zakaj se kiti izogibajo dolgotrajnim poškodbam možganov.
Dr. Lillie, zaslužna raziskovalna sodelavka na oddelku za zoologijo UBC, je dejala, »Pri vseh sesalcih je povprečni krvni tlak višji v arterijah ali krvi, ki izstopa iz srca, kot v venah. Ta razlika v tlaku poganja pretok krvi v telesu, tudi skozi možgane. Vendar pa lahko gibanje močno premakne kri, kar povzroči skoke v pritisku ali 'impulze' v možganih. Razlika v tlaku med krvjo, ki vstopa in izstopa iz možganov za te impulze, lahko povzroči škodo."
»Dolgoročna škoda te vrste lahko povzroči demenca v človeških bitjih. Toda medtem ko se konji ukvarjajo z utripom z vdihom in izdihom, kiti med potapljanjem in plavanjem zadržujejo dih. Torej, če kiti in delfini ne morejo uporabiti svojega dihalnega sistema za ublažitev impulzov tlaka, so morali najti drug način za reševanje težave.
Znanstveniki so opozorili, »Retia uporablja mehanizem 'prenosa impulza', da zagotovi, da poleg povprečne razlike ni razlike v krvnem tlaku v možganih kitov med gibanjem. V bistvu namesto dušenja impulzov, ki nastanejo v krvi, retia prenese utrip v arterijski krvi, ki vstopa v možgane, v vensko kri, ki izstopa, pri čemer ohranja enako 'amplitudo' ali jakost utripa in se tako izogne kakršni koli razliki v tlaku v sami možgani."
Fluking frekvenca je bila eden od biomehanskih dejavnikov, ki so jih znanstveniki pridobili iz 11 različnih vrst kitov in delfinov ter vnesli v računalniški model.
Starejši avtor dr. Robert Shadwick, zaslužni profesor na oddelku za zoologijo UBC, je dejal, "Naša hipoteza, da plavanje ustvarja impulze notranjega tlaka, je nova in naš model podpira našo napoved, da je mogoče impulze tlaka, ki jih ustvari gibanje, sinhronizirati z mehanizmom za prenos impulzov, ki zmanjša pulzabilnost nastalega toka za do 97 odstotkov."
»Model bi lahko uporabili za postavljanje vprašanj o drugih živalih in o tem, kaj se dogaja z njihovimi krvnimi tlaki, ko se premikajo, vključno z ljudmi. Hipotezo je treba še neposredno preizkusiti z merjenjem krvnega tlaka in pretoka v možganih plavajočih kitov in delfinov, kar trenutno ni etično in tehnično mogoče, saj bi vključevalo vstavljanje sonde v živega kita.«
»Kolikor so zanimivi, so v bistvu nedostopni. So največje živali na planetu, morda sploh, in razumevanje, kako jim uspe preživeti, živeti in početi to, kar počnejo, je fascinanten del osnovne biologije.«
Soavtor dr. Wayne Vogl, profesor na oddelku UBC za celične in fiziološke znanosti, je dejal, "Razumevanje, kako se prsni koš odziva na vodne pritiske v globini in kako pljuča vplivajo na žilne pritiske, bi bil pomemben naslednji korak. Seveda bi bile neposredne meritve krvnega tlaka in pretoka možganov neprecenljive, vendar trenutno niso tehnično izvedljive.«
Referenca dnevnika:
- MA Lillie, AW Vogl, et al. Retia mirabilia: Zaščita možganov kitov in delfinov pred impulzi krvnega tlaka, ki jih povzroča gibanje. Znanost. DOI: 10.1126/science.abn3315
