是什麼在保護鯨類大腦免受高血壓的傷害?

百研工坊 發佈 2022-10-27T18:50:26.474049+00:00

作者:R. Mark Wilson編譯:純珍圖片來源: Louis M. Herman/NOAA/CC BY 2.0/Flickr相互連接的血管網絡為鯨魚、海豚和鼠海豚的大腦提供血液,從而減少了海洋動物拍打尾巴時產生的壓力。在所有哺乳動物中,動脈中的血壓都超過靜脈中的血壓。

作者:R. Mark Wilson

編譯:純珍

相互連接的血管網絡為鯨魚、海豚和鼠海豚的大腦提供血液,從而減少了海洋動物拍打尾巴時產生的壓力。

在所有哺乳動物中,動脈中的血壓都超過靜脈中的血壓。這種差異會促使血液流經身體,但血壓太高會有危險。例如,有節奏的奔馳的馬每一步會產生10-16千帕的腹部壓力。如果在特別劇烈的活動中這些壓力過大的話,它們可能會損害大腦。但是,馬只需吸氣和呼氣就可以緩解壓力,而其他大型哺乳動物,如鯨魚和海豚,它們的上下尾巴運動同樣會給身體帶來很大壓力,因此在游泳和潛水時必須屏住呼吸。這些哺乳動物必須有其他方法來保護它們的大腦。

來自不列顛哥倫比亞大學的動物學家Margo Lillie和她的同事們最近推斷,一種稱為retia mirabilia(拉丁語為「奇妙的網」)的血管網絡可以為這項工作提供一種機制。retia彎曲穿過動物的胸部,爬上它們的脊椎,進入它們的腦殼。在鯨豚、海豚和海豚中,他們認為retia可以在組成血管之間傳遞壓力脈衝,這在很大程度上降低所有動脈與靜脈之間的血壓差異,這些差異可能產生高於心臟平均水平的壓力脈衝。

為了驗證這個假設,研究人員根據11種鯨目動物的血管形態,開發了一個血液動力學的計算模型。他們發現壓力脈衝機制可以保護大腦血管系統,使其免受高達97%的尾巴下擊壓力脈衝的影響。retia實質上是將進入大腦的動脈血中的每一個壓力脈衝轉移到離開大腦的靜脈血中,使壓力脈衝幅度保持在動物的正常生理範圍內。

文章來源:https://physicstoday.scitation.org/do/10.1063/PT.6.1.20221003a/full/

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