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 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.
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.
Ученые выяснили, что золото владеет уникальной «техникой самообороны», которая защищает его от потускнения. Оказалось, атомы на поверхности этого металла способны самостоятельно перестраиваться в особые защитные структуры. Такой невидимый барьер блокирует контакт с кислородом и подавляет процесс окисления в триллион раз эффективнее, чем поверхность любого другого металла.
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