Байгаль нь хамгийн тод төсөөлөлтэй байдаг гэсэн мэдэгдэлтэй маргахад хэцүү байдаг. Ургамал, амьтны аймгийн төлөөлөгч бүр өөрийн гэсэн өвөрмөц, заримдаа бүр хачирхалтай шинж чанартай байдаг бөгөөд бидний толгойд багтах боломжгүй байдаг. Жишээлбэл, ижил манти хавчийг ав. Энэхүү махчин амьтан нь 83 км/цагийн хурдтай хүчтэй сарвуугаараа хохирогч эсвэл гэмт этгээд рүү дайрах чадвартай бөгөөд тэдний харааны систем нь хүн төрөлхтний урьд өмнө судалж байгаагүй хамгийн нарийн төвөгтэй зүйлүүдийн нэг юм. Манти хавч нь догшин ширүүн боловч тийм ч том биш - 35 см хүртэл урттай. Тэнгис, далай тэнгисийн хамгийн том оршин суугч нь цэнхэр халим юм. Энэ хөхтөн амьтны урт нь 30 метрээс дээш, жин нь 150 тонн хүрч чаддаг. Цэнхэр халимыг гайхалтай хэмжээтэй хэдий ч гайхалтай анчид гэж нэрлэх аргагүй юм, учир нь... тэд планктоныг илүүд үздэг.
Цэнхэр халимны анатоми нь ийм асар том организм, түүний доторх эрхтнүүд хэрхэн ажилладаг талаар илүү сайн ойлгохыг хүсдэг эрдэмтдийн сонирхлыг татсаар ирсэн. Цэнхэр халим байдгийг бид хэдэн зуун жилийн турш (илүү нарийвчлалтайгаар 1694 оноос хойш) мэддэг байсан ч эдгээр аваргууд тэдний бүх нууцыг задруулаагүй байна. Өнөөдөр бид Стэнфордын их сургуулийн хэсэг эрдэмтэд цэнхэр халимны зүрхний цохилтын анхны бичлэгийг олж авахад ашигласан төхөөрөмжийг бүтээсэн судалгааг үзэх болно. Далайн захирагчийн зүрх хэрхэн ажилладаг вэ, эрдэмтэд ямар нээлт хийсэн бэ, яагаад цэнхэр халимаас том биет байж болохгүй гэж? Энэ талаар бид судалгааны багийн тайлангаас олж мэдсэн. Яв.
Судалгааны баатар
Цэнхэр халим бол хамгийн том хөхтөн амьтан, далай, далайн хамгийн том оршин суугч, хамгийн том амьтан, хамгийн том халим юм. Би юу хэлэх вэ, цэнхэр халим бол хэмжээсээрээ үнэхээр хамгийн шилдэг нь - урт нь 33 метр, жин нь 150 тонн юм. Тоонууд нь ойролцоо боловч гайхалтай биш юм.
Энэ аварга биетийн толгой ч гэсэн нийт биеийн уртын 27 орчим хувийг эзэлдэг тул Гиннесийн амжилтын номонд тусад нь бичигдэх ёстой. Цэнхэр халимны нүд нь нэлээн жижиг, бэрсүүт жүржээс том биш юм. Хэрэв халимны нүдийг харахад хэцүү бол та тэр даруй амаа анзаарах болно. Цэнхэр халимны аманд 100 хүртэл хүн багтах боломжтой (мөлхөгч жишээ, гэхдээ хөх халим хүмүүсийг иддэггүй, ядаж санаатайгаар биш). Амны хөндийн том хэмжээ нь гастрономийн давуу талтай холбоотой юм: халимууд планктон идэж, асар их хэмжээний ус залгиж, дараа нь шүүлтүүрийн аппаратаар дамжуулан хоолыг шүүж гаргадаг. Нэлээд таатай нөхцөлд цэнхэр халим өдөрт 6 тонн планктон хэрэглэдэг.
Цэнхэр халимны өөр нэг чухал шинж чанар бол уушиг юм. Тэд 1 цаг амьсгалаа түгжиж, 100 м хүртэл гүнд шумбах чадвартай.Гэхдээ бусад далайн хөхтөн амьтдын нэгэн адил хөх халимууд үе үе усны гадаргуу дээр гарч амьсгалж байдаг. Халимууд усны гадаргуу дээр гарахдаа толгойнхоо ар талд хоёр том нүхээр (хамрын нүх) хийсэн амьсгалын нүхийг ашигладаг. Халимны нүхээр амьсгалах нь ихэвчлэн 10 м хүртэл өндөртэй босоо усан оргилуур дагалддаг.Халимны амьдрах орчны онцлогийг харгалзан үзэхэд тэдний уушиг манайхаас хамаагүй илүү үр дүнтэй ажилладаг - халимны уушиг 80-90% -ийг шингээдэг. хүчилтөрөгч, харин манайх ердөө 15%. Уушигны хэмжээ 3 мянган литр орчим байдаг бол хүний хувьд энэ үзүүлэлт 3-6 литр орчим байдаг.
Нью Бедфорд (АНУ) дахь музейн цэнхэр халимны зүрхний загвар.
Цэнхэр халимны цусны эргэлтийн систем ч рекорд үзүүлэлтээр дүүрэн байдаг. Жишээлбэл, тэдний судаснууд нь ердөө л асар том бөгөөд зөвхөн гол судасны диаметр нь 40 см орчим байдаг Цэнхэр халимны зүрх нь дэлхийн хамгийн том зүрх гэж тооцогддог бөгөөд нэг тонн орчим жинтэй байдаг. Ийм том зүрхтэй халим маш их цустай байдаг - насанд хүрсэн хүнд 8000 литрээс илүү байдаг.
Одоо бид судалгааныхаа мөн чанарт хялбархан хүрч ирлээ. Цэнхэр халимны зүрх нь бидний ойлгосноор том боловч нэлээд удаан цохилдог. Өмнө нь импульс минутанд 5-10 цохилт, ховор тохиолдолд 20 хүртэл байдаг гэж үздэг байсан ч өнөөг хүртэл хэн ч үнэн зөв хэмжилт хийгээгүй байна.
Стэнфордын их сургуулийн эрдэмтэд масштаб нь биологийн шинжлэх ухаанд, ялангуяа амьд биетийн эрхтнүүдийн үйл ажиллагааны онцлогийг тодорхойлоход чухал ач холбогдолтой гэж үздэг. Хулганаас эхлээд халим хүртэлх янз бүрийн амьтдыг судлах нь амьд организмын хэмжээ хязгаарыг тодорхойлох боломжийг бидэнд олгодог. Мөн зүрх, зүрх судасны систем нь ерөнхийдөө ийм судалгааны чухал шинж чанарууд юм.
Физиологи нь амьдралын хэв маягтаа бүрэн зохицсон далайн хөхтөн амьтдын хувьд усанд шумбах, амьсгалаа барихтай холбоотой дасан зохицох нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Эдгээр амьтдын ихэнх нь усанд шумбах үед зүрхний цохилт нь амрах байдлаасаа доогуур түвшинд хүрдэг болохыг тогтоожээ. Мөн гадаргуу дээр гарч ирэхэд зүрхний цохилт илүү хурдан болдог.
Усанд шумбах үед зүрхний цохилтыг багасгах нь эд, эсэд хүчилтөрөгч хүргэх хурдыг бууруулж, улмаар цусан дахь хүчилтөрөгчийн нөөц шавхагдах процессыг удаашруулж, зүрхний өөрөө хүчилтөрөгчийн хэрэглээг бууруулдаг.
Дасгал хөдөлгөөн (жишээ нь биеийн хөдөлгөөнийг нэмэгдүүлэх) нь шумбалтын хариу урвалыг зохицуулж, шумбах үед зүрхний цохилтыг нэмэгдүүлдэг гэж таамаглаж байна. Энэхүү таамаглал нь хөх халимыг судлахад онцгой ач холбогдолтой, учир нь хооллох тусгай аргын улмаас (ус залгихын тулд гэнэтийн цохилт) бодисын солилцооны хурд нь онолын хувьд үндсэн утгаас (амрах төлөв) давах ёстой. 50 удаа. Ийм уушиг нь хүчилтөрөгчийн дутагдлыг хурдасгадаг тул шумбах хугацааг бууруулдаг гэж үздэг.
Уушгины үед зүрхний цохилт нэмэгдэж, цуснаас булчинд хүчилтөрөгчийн дамжуулалт нэмэгдэж байгаа нь ийм бие махбодийн үйл ажиллагааны бодисын солилцооны зардлаас шалтгаалан чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Үүнээс гадна бага концентрацийг анхаарч үзэх нь зүйтэй миоглобин* (Мб) хөх халим (далайн бусад хөхтөн амьтдаас 5-10 дахин бага: хөх халимны 0.8 г-100 булчинд 1 г Mb, далайн бусад хөхтөн амьтдын хувьд 1.8-10 г Mb).
Миоглобин* - араг ясны болон зүрхний булчингийн хүчилтөрөгч холбогч уураг.
Дүгнэж хэлэхэд, бие махбодийн үйл ажиллагаа, шумбалтын гүн, сайн дурын хяналт нь автономит мэдрэлийн системээр шумбах үед зүрхний цохилтыг өөрчилдөг.
Зүрхний цохилтыг бууруулах нэмэлт хүчин зүйл нь шумбах / өгсөх үед уушгины шахалт / тэлэлт байж болно.
Тиймээс усанд шумбах үед болон гадаргуу дээр байх үед зүрхний цохилт нь артерийн гемодинамикийн хэв маягтай шууд холбоотой байдаг.
Фин халим
Сэрвээний халимны аортын хананы биомеханик шинж чанар, хэмжээсийн талаархи өмнөх судалгаа (Balaenoptera physalus) зүрхний цохилт ≤10 цохилт/минутанд шумбах үед аортын нуман хаалга нь усан сангийн нөлөө үзүүлдэг болохыг харуулсан.Windkessel нөлөө), цусны урсгалыг удаан хугацаанд хадгалж байдаг диастолын үеүүд * зүрхний цохилтын хооронд, хатуу дистал аорт руу цусны урсгалын лугшилтыг бууруулдаг.
Диастол* (диастолын үе) - агшилтын хоорондох зүрхний амрах хугацаа.
Дээр дурдсан бүх таамаглал, онол, дүгнэлтүүд нь материаллаг нотлох баримттай байх ёстой, өөрөөр хэлбэл практик дээр батлагдсан эсвэл няцаагдсан байх ёстой. Гэхдээ үүнийг хийхийн тулд чөлөөтэй хөдөлж буй цэнхэр халим дээр электрокардиограмм хийх хэрэгтэй. Энд энгийн аргууд ажиллахгүй тул эрдэмтэд электрокардиографийн төхөөрөмжөө бүтээжээ.
Судлаачдын хийсэн ажлынхаа талаар товч ярилцсан видео.
Халимны зүрхний бичлэгийг 4 ширхэг сорох аяга бүхий тусгай капсулд хийж, захиалгаар хийсэн зүрхний бичлэгийн аппарат ашиглан хийсэн байна. Гадаргуугийн ЭКГ электродуудыг хоёр сорох аяганд суурилуулсан. Судлаачид усан онгоцоор Монтерей буланд (Калифорнийн ойролцоох Номхон далай) очив. Эрдэмтэд эцэст нь гарч ирсэн цэнхэр халимтай уулзахдаа түүний биед (зүүн сэрвээнийх нь хажууд) ЭКГ бичигчийг хавсаргав. Өмнө нь цуглуулсан мэдээллээр энэ халим нь 15 настай эрэгтэй юм. Энэ төхөөрөмж нь инвазив бус, өөрөөр хэлбэл амьтны арьсанд ямар нэгэн мэдрэгч эсвэл электрод оруулах шаардлагагүй гэдгийг анхаарах нь чухал юм. Өөрөөр хэлбэл, халимны хувьд энэ процедур нь бүрэн өвдөлтгүй бөгөөд хүмүүстэй харьцахаас хамгийн бага стресстэй байдаг бөгөөд энэ нь стрессийн улмаас зүрхний цохилтын уншилтыг авдаг тул маш чухал юм. Үр дүн нь 8.5 цагийн ЭКГ бичлэгийн үр дүнд эрдэмтэд зүрхний цохилтын профайлыг (доорх зураг) бүтээх боломжтой болсон.
Зураг №1: Цэнхэр халимны зүрхний цохилтын профайл.
ЭКГ-ын долгионы хэлбэр нь ижил төхөөрөмж ашиглан олзлогдсон жижиг халимуудад бүртгэгдсэнтэй төстэй байв. Халимны идэш тэжээл хайх зан байдал нь төрөл зүйлийнх нь хувьд нэлээд хэвийн байсан: 16.5 м-ийн гүнд 184 минут шумбаж, 1-4 минутын зайтай байв.
Усанд шумбах үед зүрх судасны хариу үйлдэлтэй нийцсэн зүрхний цохилтын үзүүлэлт нь шумбалтын үргэлжлэх хугацаа, хамгийн их гүнээс үл хамааран шумбалтын доод үе шатанд зүрхний цохилт минутанд 4-8 цохилт давамгайлдаг болохыг харуулсан. Усанд шумбах зүрхний цохилт (бүх шумбалтын хугацаанд тооцоолсон) болон хамгийн бага агшин зуурын шумбалтын зүрхний цохилт шумбалтын үргэлжлэх хугацаагаар буурч, харин шумбалтын дараах гадаргын зүрхний цохилт шумбалтын үргэлжлэх хугацаагаар нэмэгддэг. Өөрөөр хэлбэл, халим усан дор удаан байх тусам шумбах үед зүрхний цохилт удааширч, өгссөний дараа илүү хурдан байдаг.
Хариуд нь хөхтөн амьтдын аллометрийн тэгшитгэлд 70000 кг жинтэй халим 319 кг жинтэй зүрхтэй, цус харвалтын хэмжээ (нэг цохилт тутамд ялгарах цусны хэмжээ) 80 л орчим байдаг тул амрах үед зүрхний цохилт 15 цохилт/ байх ёстой. мин.
Усанд шумбах доод үе шатанд зүрхний агшин зуурын цохилт нь амрах үеийн зүрхний цохилтын 1/3 ба 1/2 хооронд байв. Гэсэн хэдий ч өгсөх шатанд зүрхний цохилт нэмэгддэг. Гадаргуугийн интервалд зүрхний цохилт нь таамагласан зүрхний цохилтоос хоёр дахин их байсан ба гүн шумбалтын дараа (>30 м гүн) 37-125 цохилт, гүехэн шумбалтын дараа 20-30 цохилт/минут хооронд хэлбэлзэж байв.
Энэхүү ажиглалт нь гүн гүнзгий шумбах хооронд хүссэн амьсгалын замын хийн солилцоо, эд эсийн нөхөн төлжилтийг (цусны урсгалыг сэргээх) хүрэхийн тулд зүрхний цохилтыг хурдасгах шаардлагатай байгааг харуулж байна.
Гүехэн, богино хугацааны шөнийн шумбалт нь амралттай холбоотой байсан тул идэвхжил багатай мужуудад илүү түгээмэл байв. Шөнийн 5 минутын шумбалтын үеэр ажиглагдсан ердийн зүрхний цохилт (минутанд 8 цохилт) ба дагалдах 2 минутын гадаргуугийн интервал (минутанд 25 цохилт) нь зүрхний цохилт минутанд ойролцоогоор 13 цохилт болдог. Энэ үзүүлэлт нь бидний харж байгаагаар аллометрийн загваруудын таамаглалтай ойролцоо байна.
Эрдэмтэд дараа нь 4 тусдаа шумбалтаас зүрхний цохилт, гүн, уушгины харьцангуй эзэлхүүнийг тодорхойлж, зүрхний цохилтын зохицуулалтад бие махбодийн үйл ажиллагаа, гүн гүнзгий нөлөө үзүүлж болзошгүйг судалжээ.
Зураг №2: 4 бие даасан шумбалтын зүрхний цохилт, гүн, уушигны эзлэхүүний харьцангуй профайл.
Их гүнд хоол идэхдээ халим тодорхой нэг маневр хийдэг - планктонтой ус залгихын тулд амаа огцом нээж, дараа нь хоолыг шүүдэг. Ус залгих агшинд зүрхний цохилт шүүж байх үеийнхээс 2.5 дахин их байдаг нь ажиглагдсан. Энэ нь зүрхний цохилт нь бие махбодийн үйл ажиллагаанаас хамааралтай болохыг шууд харуулж байна.
Уушигны хувьд зүрхний цохилтонд үзүүлэх нөлөө нь маш бага юм, учир нь усанд шумбах явцад уушигны харьцангуй эзлэхүүнд мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гараагүй байна.
Түүнчлэн, гүехэн шумбалтын доод үе шатанд зүрхний цохилтын богино хугацааны өсөлт нь уушигны харьцангуй эзэлхүүний өөрчлөлттэй яг холбоотой байсан бөгөөд энэ нь уушигны суналтын рецептор идэвхжсэнтэй холбоотой байж болно.
Дээр дурдсан ажиглалтыг нэгтгэн дүгнэхэд эрдэмтэд их гүнд хооллох үед зүрхний цохилт богино хугацаанд 2.5 дахин нэмэгддэг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Гэсэн хэдий ч уушгинд хооллох үед зүрхний цохилтын дундаж оргил нь таамагласан амрах үеийн үнэ цэнийн ердөө тал хувь нь хэвээр байна. Эдгээр өгөгдөл нь том халимны уян хатан аортын нуман хаалга нь шумбах зүрхний цохилт удаашрах үед усан сангийн нөлөө үзүүлдэг гэсэн таамаглалтай нийцэж байна. Нэмж дурдахад, шумбалтын дараах үеийн зүрхний цохилтын хүрээ өндөр байсан нь аорт дахь гарч буй болон туссан даралтын долгионы эвдрэлийн хөндлөнгийн нөлөөгөөр аортын импеданс болон зүрхний ачаалал багасдаг гэсэн таамаглалыг баталжээ.
Судлаачдын ажигласан хүнд брадикарди нь планктонтой ус залгихдаа халим маневр хийхдээ асар их энерги зарцуулж байсныг судалгааны гэнэтийн үр дүн гэж нэрлэж болно. Гэсэн хэдий ч энэ маневр дахь бодисын солилцооны зардал нь зүрхний цохилт эсвэл хүчилтөрөгчийн дамжуулалттай тохирохгүй байж магадгүй бөгөөд энэ нь хооллох хугацаа богино, гликолитик, хурдан татагддаг булчингийн утаснуудтай холбоотой байдаг.
Уушгилах үед цэнхэр халимнууд өндөр хурдтай болж, өөрийн биеэс илүү их хэмжээний усыг шингээдэг. Маневр хийхэд шаардагдах өндөр эсэргүүцэл, энерги нь биеийн хүчилтөрөгчийн нийт нөөцийг хурдан шавхаж, улмаар шумбах хугацааг хязгаарладаг гэж эрдэмтэд таамаглаж байна. Их хэмжээний ус шингээхэд шаардагдах механик хүч нь аэробикийн бодисын солилцооны хүчнээс хол давах магадлалтай. Тийм ч учраас ийм маневр хийх үед зүрхний цохилт нэмэгдсэн боловч маш богино хугацаанд.
Судалгааны нарийн ширийн зүйлстэй илүү дэлгэрэнгүй танилцахын тулд би үзэхийг зөвлөж байна .
Эпилог
Хамгийн чухал олдворуудын нэг нь хөх халим шумбах үед цусны болон булчингийн хүчилтөрөгчийн дутагдлын шинж чанараас үл хамааран гадаргуугийн богино хугацааны интервалд хий солилцох, нөхөн сэргээхэд хамгийн их зүрхний цохилтыг шаарддаг явдал юм. Хэрэв бид том хөх халимнууд хоол хүнс олж авахын тулд богино хугацаанд илүү их хөдөлмөр зарцуулах ёстой гэж үзвэл (алометрийн таамаглалын дагуу) тэд усанд шумбах үед болон гадаргуугийн завсарлагааны аль алинд нь физиологийн хэд хэдэн хязгаарлалттай тулгарах нь гарцаагүй. Энэ нь тэдний биеийн хэмжээ хувьслын хувьд хязгаарлагдмал гэсэн үг юм, учир нь хэрэв энэ нь том байсан бол хоол хүнс олж авах үйл явц нь маш их зардалтай байх бөгөөд хүлээн авсан хоол хүнсээр нөхөгдөхгүй. Судлаачид өөрсдөө цэнхэр халимны зүрх боломжийнхоо хязгаарт ажиллаж байгаа гэж үздэг.
Ирээдүйд эрдэмтэд янз бүрийн биеийн хүчний үйл ажиллагаа зүрхний цохилтод үзүүлэх нөлөөг илүү сайн ойлгохын тулд хурдатгал хэмжигч нэмэх зэрэг төхөөрөмжийн чадавхийг өргөжүүлэхээр төлөвлөж байна. Тэд мөн ЭКГ мэдрэгчээ далайн бусад амьтдад ашиглахаар төлөвлөж байна.
Энэ судалгаанаас харахад хамгийн том зүрхтэй амьтан байх нь тийм ч амар биш юм. Гэсэн хэдий ч далайн оршин суугчид ямар хэмжээтэй, ямар ч хоолны дэглэм баримталдаг байсан хамаагүй, хүн төрөлхтний загас барих, олборлох, тээвэрлэхэд ашигладаг усны багана нь тэдний гэр хэвээр байдгийг ойлгох хэрэгтэй. Бид зөвхөн зочид тул зохих ёсоор биеэ авч явах ёстой.
Баасан гарагаас гадуур:
Цэнхэр халимны амны багтаамжийг харуулсан ховор бичлэг.
Далайн өөр нэг аварга бол эр бэлгийн халим юм. Энэхүү видеон дээр эрдэмтэд алсын удирдлагатай ROV Hercules ашиглан 598 метрийн гүнд нэгэн сониуч халимыг дүрсэлсэн байна.
Уншсанд баярлалаа, сонирхож байгаарай, амралтын өдрийг сайхан өнгөрүүлээрэй залуусаа! 🙂
Бидэнтэй хамт байсанд баярлалаа. Манай нийтлэл танд таалагдаж байна уу? Илүү сонирхолтой контент үзэхийг хүсч байна уу? Захиалга өгөх эсвэл найзууддаа санал болгох замаар биднийг дэмжээрэй, , Хабр хэрэглэгчдэд зориулсан 30% хямдралтай, анхан шатны түвшний серверүүдийн өвөрмөц аналогийг бид танд зориулан зохион бүтээжээ. (RAID1 болон RAID10, 24 хүртэлх цөм, 40 ГБ хүртэл DDR4-тэй байх боломжтой).
Dell R730xd 2 дахин хямд байна уу? Зөвхөн энд Нидерландад! Dell R420 - 2x E5-2430 2.2Ghz 6C 128GB DDR3 2x960GB SSD 1Gbps 100TB - 99 доллараас! тухай уншина уу
Эх сурвалж: www.habr.com