Как антилопы охлаждают мозг во время предельно интенсивного бега

Бегущая в спринтерском режиме антилопа разгоняет работу сердца до показателей, которые у многих млекопитающих считались бы неотложным медицинским случаем, однако её мозг функционирует так, словно ничего особенного не происходит. Под рогами скрыта тщательно отлаженная система, которая удерживает подачу кислорода и температуру в мозге в очень узких пределах, даже когда мышцы и лёгкие работают почти на грани своих механических возможностей.

В основе этой системы лежит сосудистая теплообменная сеть, называемая сонным rete mirabile (rete mirabile сонной артерии). Артериальная кровь, направляющаяся к мозгу, проходит через эту мелкоячеистую структуру, соприкасаясь с венозной кровью, возвращающейся от носовых ходов. Испарение в полости носа охлаждает венозную кровь; затем противоточный теплообмен снижает температуру артериального потока, идущего к мозгу. Такое выборочное охлаждение мозга позволяет нервной ткани работать с высокой частотой импульсации без перегрева, который обычно сопровождал бы максимальный сердечный выброс и повышение температуры тела.

Химическая составляющая этой системы не менее продуманна. Регуляция гематокрита и смещение кривой «диссоциация кислород–гемоглобин» обеспечивают высокое содержание кислорода в артериальной крови и его быстрое высвобождение в активно работающие ткани. Мозговая ауторегуляция — за счёт динамического контроля тонуса артериол — поддерживает стабильными перфузионное давление и кровоток в головном мозге, даже когда системное артериальное давление резко возрастает. В сочетании с изначально высокой аэробной способностью и увеличенным максимальным сердечным выбросом эти механизмы предотвращают обморок или ишемию как раз в тот момент, когда отказ системы означал бы для антилопы стать следующей добычей хищника.

loading...