Зоологи предположили, почему импульсы, возникающие в крови китов во время плавания, не повреждают их мозг. Специалисты воссоздали кровеносную систему китообразных, прибегнув к компьютерному моделированию. Они пришли к выводу, что кровяное давление минимизирует особая сеть сосудов retia mirabilia, назначение которой ранее вызывало вопросы. Исследование опубликовано в журнале Science.
У всех млекопитающих среднее кровяное давление в артериях выше, чем в венах. Эта разница в давлении и стимулирует кровоток в организме, в том числе в мозге. Однако движение заставляет кровь перемещаться быстрее и может вызывать скачки давления, или мозговые импульсы. Разница в давлении крови, поступающей в мозг и выходящей из него, может повредить сосуды. У людей долговременные повреждения такого рода приводят к слабоумию. Сухопутные млекопитающие справляются с этой проблемой при помощи дыхания: при движении они попеременно вдыхают и выдыхают, что помогает сбалансировать пульсацию крови. Однако киты задерживают дыхание при нырянии и во время плавания не дышат.
У китообразных есть массивные сосудистые сплетения (retia mirabilia), функция которых неизвестна. Весь мозговой кровоток проходит через эти сплетения. Ученые из Университета Британской Колумбии (Канада) собрали биомеханические параметры у 11 видов китообразных, в том числе частоту плаваний, и ввели эти данные в компьютерную модель. Они обнаружили, что большая артериальная емкость в сплетениях сосудов в сочетании с небольшой внесосудистой емкостью в черепе и позвоночном канале может защитить сосудистую сеть головного мозга китов от 97% перепадов внутричерепного давления.
Специалисты считают, что китообразные развили механизм передачи импульсов, который сводит к минимуму пульсацию при перепадах артериального и венозного давления в мозге без ослабления самих импульсов. То есть, вместо того чтобы гасить импульсы, возникающие в крови, сплетения сосудов передают пульс из артериальной крови, поступающей в мозг, в венозную кровь, выходящую из него, сохраняя ту же «амплитуду», или силу пульса, и, таким образом, избегая любой разницы в давлении в самом мозге.
Примененная для анализа компьютерная модель потенциально может быть использована для получения информации о пульсации крови в мозге других животных, включая людей. Однако саму гипотезу все еще необходимо проверить непосредственно путем измерения кровяного давления китообразных во время плавания. В настоящее время это невозможно с этической и технической точки зрения, поскольку это требует введения зонда в живого кита. «Китообразные — самые большие животные на планете, и понимание того, как им удается жить и делать то, что они делают, является увлекательной частью фундаментальной биологии, но какими бы интересными киты ни были, они, по сути, недоступны для полноценного изучения», — отмечает главный автор исследования Роберт Шедвик.
Автор: Полина Ячменникова
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
