Vidra lebeg a víz felszínén. Köszönetnyilvánítás: Tray Wright/Texas A&M Egyetem (a kép az USFWS tengeri emlősök MA-043219 számú engedélye alapján készült R. Davis részére)
A Texas A&M kutatói azt találták, hogy a kisemlősöket belsőleg felmelegíti a vázizomzatukból kiszivárgó termogén, ami megnöveli az anyagcseréjüket.
A tengeri vidra a legkisebb tengeri emlős. Hidegvíz-lakóként a melegen tartás a legfontosabb, de sűrű szőrük csak odáig megy. Régóta tudjuk, hogy a magas anyagcsere termeli a túléléshez szükséges hőt, de nem tudtuk, hogyan termelik a hőt – egészen mostanáig.
A kutatók a közelmúltban felfedezték, hogy a tengeri vidrák izmai elegendő energiát használnak fel a szivárgó légzés révén, vagyis az energiát, amelyet nem használnak fel a feladatok elvégzésére, ami felelős a magas anyagcsere-sebességért. A lelet megmagyarázza, hogyan élik túl a tengeri vidrák hideg vízben.
Tray Wright fiziológus, a Texas A&M Egyetem Oktatási és Emberi Fejlesztési Főiskolájának kutatási adjunktusa végezte a vizsgálatot Melinda Sheffield-Moore kollégáival, az emberi vázizom-anyagcsere szakértőjével, Randall Davisszel és Heidi Pearson tengeri emlősökológiai szakértőkkel, valamint Michaellel együtt. Murray, a Monterey Bay Aquarium állatorvosa. Eredményeiket a folyóiratban tették közzé Tudomány.
A tengeri vidrák izmai elegendő energiát használnak fel a szivárgó légzés révén, ami felelős a magas anyagcseréért, ami melegen tartja őket a hideg vízben. Köszönet: Tray Wright/Texas A&M University, a BioRender.com segítségével
A csapat különböző korú és testtömegű északi és déli tengeri vidrákból gyűjtött vázizom-mintákat. Megmérték a légzési kapacitást, az izom oxigénfelhasználásának sebességét, és megállapították, hogy az izom által termelt energia nemcsak mozgásra jó.
"Az izomra leginkább úgy gondolsz, mint ami a test mozgatását célozza" - mondta Wright. "Amikor az izmok aktívak, a mozgáshoz felhasznált energia hőt is termel."
Wright azt mondta, hogy mivel az izom a testtömeg nagy részét, emlősöknél gyakran 40-50%-át teszi ki, gyorsan felmelegíti a testet, amikor aktív.
"Az izmok hőt is termelhetnek anélkül, hogy mozgást végeznének a szivárgó légzésként ismert metabolikus rövidzárlat segítségével" - mondta Wright.
Az izom által generált hő egyik formája, amelyet jobban ismerünk, a hidegrázás. Wright szerint ez az önkéntelen mozgás lehetővé teszi a test számára, hogy az izom összehúzódásával aktiválja a hőtermelést, míg a szivárgó légzés remegés nélkül is megteheti ugyanezt.
Wright szerint az egyik legmeglepőbb felfedezés az volt, hogy még az újszülött tengeri vidrák izomzata is ugyanolyan magas volt, mint a felnőtteké.
"Ez igazán rávilágít arra, hogy a hőtermelés a hajtóerő az izmok metabolikus képességének meghatározásában ezekben az állatokban" - mondta Wright.
A tengeri vidráknak sok energiára van szükségük ahhoz, hogy hideg vízben éljenek. Naponta testtömegük 25%-át eszik meg, hogy lépést tartsanak napi tevékenységükkel és táplálják gyors anyagcseréjüket.
"Sok tenger gyümölcsét esznek, beleértve az emberek körében népszerű rákokat és kagylókat, amelyek egyes területeken konfliktusokat okozhatnak a halászattal" - mondta Wright.
Wright szerint tudjuk, hogy az izomzat milyen kritikus fontosságú az állatok számára az olyan tevékenységekhez, mint a vadászat, a ragadozók elkerülése és a párkeresés, de ez a kutatás rávilágít arra, hogy az izomzat egyéb funkciói is kritikusak az állatok túlélése és ökológiája szempontjából.
"A szövetek anyagcseréjének szabályozása szintén aktív kutatási terület az elhízás megelőzésére irányuló küzdelemben" - mondta Wright. "Ezek az állatok támpontokat adhatnak nekünk ahhoz, hogy az anyagcserét hogyan lehet manipulálni egészséges emberekben és olyan betegekben, akiknél az izomanyagcserét befolyásolják."
Ami a jövőbeli kutatásokat illeti, Wright elmondta, hogy még mindig sok mindent nem tudunk a vidrákról, beleértve azt is, hogy miként szabályozzák az izomanyagcserét, hogy szükség szerint felmelegítsék.
"Ez valójában csak az első pillantás ezeknek az állatoknak az izomzatába, és nem tudjuk, hogy az összes különböző izomtípus azonos-e, vagy más szerveknek is van-e fokozott hőtermelési képessége" - mondta Wright.
Hivatkozás: Traver Wright, Randall W. Davis, Heidi C. Pearson, Michael Murray és Melinda Sheffield-Moore: „A vázizom termogenezise lehetővé teszi a vízi életet a legkisebb tengeri emlősben is”, 9. július 2021. Tudomány.
DOI: 10.1126/science.abf4557
