Сердечные аритмии у глубоко ныряющих морских млекопитающих
Новое исследование дельфинов и тюленей показывает, что, несмотря на их удивительную адаптацию к водной жизни, физическая нагрузка при задержке дыхания остаётся физиологической проблемой. Исследование, опубликованное 15 января в Nature Communications, выявило неожиданно высокую частоту сердечных аритмий у афалин и тюленей Уэдделла во время самых глубоких погружений.
Конфликт сигналов в сердце
Нормальная реакция на погружение у морских млекопитающих включает резкое снижение частоты сердечных сокращений (брадикардию) для экономии кислорода. Однако реакцией на физическую нагрузку является учащение сердцебиения (тахикардия). Новое исследование показывает, что эти конфликтующие сигналы могут приводить к сердечным аритмиям.
"Это исследование меняет наше понимание брадикардии у морских млекопитающих", — говорит ведущий автор Терри Уильямс. "Сердце получает противоречивые сигналы, когда животные интенсивно работают на глубине, что часто происходит при начале подъема".
Ключевые результаты
- Вместо стабильно низкого пульса частота сердечных сокращений у ныряющих животных варьировалась в зависимости от глубины и интенсивности нагрузки.
- Сердце могло быстро переключаться между периодами брадикардии и тахикардии.
- Сердечные аритмии возникали более чем в 70% глубоких погружений.
"Мы склонны думать, что морские млекопитающие идеально приспособлены к жизни в воде. Но даже 50 миллионов лет эволюции не смогли сделать эту базовую млекопитающую реакцию неуязвимой для проблем", — отмечает Уильямс.
Последствия и приложения
- Связь с антропогенным воздействием: Поведение, связанное с аритмиями в исследовании (усиленная нагрузка, глубокое погружение, быстрый подъём), совпадает с реакцией белоклювых китов на шум судов и сонары. Это может помочь понять причины их выбросов на берег.
- Аналогия с людьми: Нырятельный рефлекс есть и у человека. Исследование 2010 года показало, что более 90% смертей на триатлоне происходят во время заплыва в холодной воде. "Возможно, те же конфликтующие сигналы вызывают аритмии у некоторых триатлетов", — предполагает Уильямс, которая сейчас работает с организаторами триатлонов над снижением рисков.
- Стратегия животных: Наблюдения показали, что тюлени Уэдделла во время охоты подо льдом чередуют спокойное скольжение с короткими рывками за добычей. Такое поведение, по-видимому, помогает избегать конфликта сигналов и связанных с ним аритмий.