Биологи объяснили механизм скоростного сердцебиения землероек
Хотя сердце человека бьется с разной частотой в зависимости от обстоятельств, этот диапазон остается довольно узким. Человеческий организм не переносит слишком быстрого ритма, поскольку сердечная мышца не успевает наполниться кровью между сокращениями во время диастолы, то есть в фазе расслабления. Однако у таких животных, как землеройки, частота сердцебиений в покое может превышать 1000 ударов в минуту, не вызывая негативных последствий. Как это стало возможным, недавно выяснила международная группа ученых.
Исследование, проливающее свет на генетический механизм экстремально высоких значений ЧСС в покое у некоторых мелких млекопитающих, вышло в журнале Science. Его авторы — Уильям Джойс (William Joyce) из Орхусского университета (Дании), Кевин Кэмпбелл (Kevin Campbell) из Университете Манитобы (Канада) вместе с коллегами из Китая и США — установили, что к такому результату привели эволюционные изменения в сердечном тропонине I (cTnl), ключевом белке сердца, участвующем в его сокращении.
«Мы обнаружили, что у землероек и близкородственных им кротов отсутствует важнейшая часть сердечного белка, регулирующего время расслабления сердца. Эта потеря, произошедшая в процессе эволюции, лишила их механизма, тормозящего расслабление сердечной мышцы, что и позволило их сердцам биться гораздо чаще», — пояснили исследователи.
Тропониновый комплекс регулирует сокращение сердца, связываясь с ионами кальция. Последние необходимы для передачи нервного импульса и инициации мышечного сокращения, поэтому критически важны для сердечной функции.
У большинства млекопитающих в этом сердечном белке содержатся две специфические сериновые аминокислоты. Они могут временно меняться под влиянием гормонов, таких как адреналин, вырабатываемых при стрессе или физической активности. За счет подобных изменений в мышечных волокнах ускоряется высвобождение ионов кальция после сокращения, что позволяет сердечной мышце быстрее расслабиться и дает больше времени для наполнения кровью между ударами.
Однако у раннего предка землероек участок ДНК, кодирующий два серина, деактивировался. В результате сердечный белок стал всегда функционировать словно под действием адреналина, даже если животное отдыхает. За счет этого землеройки и достигли экстремальной частоты сердечных сокращений.
Для лучшего понимания механизма исследователи также изучили сердечный белок летучих мышей. Как и у землероек, ЧСС у этих рукокрылых может превышать 1000 ударов в минуту. Анализы показали, что некоторые виды летучих мышей способны пропускать фрагмент ДНК, в котором закодированы сериновые аминокислоты, в процессе формирования белка.
По мнению ученых, этим же отличались древние землеройки и кроты. Постепенно во время эволюции сердечный тропонин I у них полностью утратил соответствующую область генома, после чего их сердца стали биться быстрее.
На следующем этапе авторы планируют изучить варианты применения своих открытий в биомедицинских целях. Исследователи хотят воспроизвести генетические модификации тропонина I, выявленные у летучих мышей, в модельных организмах, чтобы сымитировать связанные с этим преимущества. Ученые надеются, что в итоге результаты исследования послужат на благо людей.
Telegram 
Дзен 
VK Процессы, сопровождающие жизнь черных дыр, интересуют не только теоретиков. Ученые уже знают, что энергия и частицы могут покидать черные дыры и теперь работают над способами эту энергию использовать.
Ученые подтвердили один из самых необычных эффектов Общей теории относительности (ОТО): вращение Земли действительно «увлекает» за собой пространство-время. Новое измерение, выполненное с помощью спутника LARES-2, оказалось примерно в 10 раз точнее предыдущих и еще сильнее ограничило пространство для альтернативных теорий гравитации.
В отличие от микрочастиц, наночастицы не только эффективно проходят барьеры дыхательной системы, но и идут дальше — в мозг человека. До сих пор масштаб смертности от них был неясен. Теперь исследователи выяснили, что она доходит до миллионов человек каждый год.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии