Зачем китам чудесная сеть

Человеку, долгое время пробывшему на глубине более 20 м, при всплытии угрожает кесная болезнь. На глубине, при большом давлении, азот воздуха растворяется в крови. При резком подъеме давление падает, растворимость азота уменьшается, и в крови и тканях образуются пузырьки газа. Они закупоривают мелкие кровеносные сосуды, причиняют сильную боль, а в центральной нервной системе их выделение может привести к смерти, поэтому для водолазов и ныряльщиков разработаны специальные меры безопасности: они всплывают очень медленно или дышат специальными газовыми смесями, не содержащими азот.

Рис. 1. Поперечный срез через часть  грудной артериальной сети. На нем видны артерии (А) и тонкостенные синусоиды (S), утопленные в жир (F)
Рис. 1. Поперечный срез через часть
грудной артериальной сети. На нем видны артерии (А) и тонкостенные
синусоиды (S), утопленные в жир (F)

Как избегают кессонной болезни животные, которые постоянно ныряют: тюлени, пингвины, киты? Этот вопрос давно интересовал физиологов, и они, разумеется, нашли объяснения: пингвины ныряют ненадолго, тюлени перед погружением выдыхают, у китов воздух на глубине выдавливается из легких в большую несжимаемую трахею. А если в легких нет воздуха, то азот не попадает в . Еще одно объяснение отсутствия у китов кессонной болезни предложили недавно специалисты из Университета Тромсё (University of Tromso) и Университета Осло (University of Oslo). По мнению ученых, китов защищает разветвленная сеть тонкостенных артерий, снабжающая кровью головной .

Эту обширную сосудистую сеть, которая занимает значительную часть грудной клетки, пронизывает позвоночник, область шеи и основание головы китообразных, впервые описал в 1680 году английский ан Эдвард Тайсон в труде «Анатомия морской свиньи, вскрытой в Грешем-колледже; с предварительным обсуждением анатомии и естественной истории животных», и назвал ее чудесной сетью — retia mirabilia. Впоследствии эту сеть описывали разные у разных видов, в том числе у бутылконосого дельфина Tursiops truncates, нарвала Monodon monoceros, белуги Delphin-apterus leucas и кашалота Physetermac-rocephalus. Исследователи выдвигали разные предположения о функциях чудесной сети, самая популярная заключается в том, что она регулирует артериальное давление.

2. Изображение, полученное на сканирующем электронном микроскопе
2. Изображение, полученное на сканирующем электронном микроскопе

Норвежские ученые вернулись к объекту Тайсона, морской свинье Phocoena phocoena. Им достались две некрупные самки — 32 и 36 кг, убитые рыбаками во время промышленного лова в районе Лофотенских островов. Детальное исследование грудного отдела retia mirabilia показало, что относительно толстые артерии, образующие видимую невооруженным глазом сеть, дробятся на множество мельчайших сосудов, которые сообщаются друг с другом через тонкостенные синусы. Эти сосудистые структуры утоплены в жировую ткань. Именно через эту сеть проходит кровь, поступающая в мозг.

В стенках артерий сети мало мышечных клеток, и они не иннервируются, т.е. просвет сосудов всегда постоянен. Но исследователи отмечают, что он и не нуждается в регуляции, поскольку мозгу необходимо постоянное количество крови.

Общая площадь сечения всех сосудов и сосудиков так велика, что скорость течения крови в сети падает почти до нуля, что существенно увеличивает возможности обмена между кровью и окружающей жировой тканью через сосудистую стенку. Исследователи предположили, что у выныривающих китообразных азот из перенасыщенной крови диффундирует в жир, в котором он растворим в шесть раз лучше, чем в воде. Таким образом диффузия в retia mirabilia предотвращает образование азотных пузырьков, которые могут достичь мозга и вызвать кессонную болезнь.

Среди работ, на которые ссылаются норвежские исследователи, есть и статья ведущего научного сотрудника Тихоокеанского океанологического института им. В.И. Ильичева ДВО РАН Владимира Васильевича Мельникова, который в 1997 году вскрывал кашалота. Он пишет, что retia mirabilia у кашалота развита сильнее, чем у других китообразных (разумеется, тех, которых анатомировали). А ведь именно кашалот — чемпион среди китообразных по глубине и длительности погружения. Возможно, этот факт косвенно подтверждает гипотезу норвежских ученых.

Фото из статьи Arnoldus Schytte Blix, Lars Walloe and Edward B. Mes-selt «On how whales avoid decompression sickness and why they sometimes strand» J Exp Biol, 2013, doi:10.1242/ jeb.087577

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

См. также:

Подписаться
Уведомление о
guest
0 Комментария(-ев)
Встроенные отзывы
Посмотреть все комментарии
Оценить: 
Звёзд: 1Звёзд: 2Звёзд: 3Звёзд: 4Звёзд: 5 (Пока оценок нет)
Загрузка...

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: