Сотрудники кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ выявили сходства в электрической активности между сердцами птиц и человека, которые могут позволить использовать птиц в исследованиях новых противоаритмических препаратов. Работа выполнена в рамках научно-образовательной школы МГУ «Молекулярные технологии живых систем и синтетическая биология» и опубликована в журнале Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology.
Птицы отделились от группы архозавров более 150 млн лет назад и независимо от млекопитающих приобрели в ходе эволюции четырехкамерное сердце наряду с теплокровностью. Это позволило птицам освоить активный полет – и вместе с тем значительно увеличило энергетические запросы их организма. Для их обеспечения сердце птиц должно сокращаться с высокой частотой, снабжая ткани организма кровью, а интенсивная сократительная активность сердца должна быть обусловлена соответствующим паттерном электрической активности миокарда – и прежде всего, это касается фазы реполяризации потенциалов действия, за которую по большей части отвечают выходящие калиевые токи. У холоднокровных позвоночных с низкой частотой сокращения сердца реполяризация, как правило, обеспечивается лишь быстрым калиевым током задержанного выпрямления, тогда как у млекопитающих фаза реполяризации подразделяется на раннюю и позднюю фазы, которые опосредуются несколькими калиевыми токами, конкретный набор которых зависит от образа жизни и филогенеза животного.
Физиологи Московского университета использовали различные электрофизиологические и молекулярно-биологические методы и подробно описали конфигурацию потенциалов действия и электрофизиологический фенотип (набор ионных токов, формирующих электрическую активность) предсердного и желудочкового миокарда японского перепела. Ранее подобные исследования на взрослых птицах не проводились.
Ученые МГУ показали, что в сердце перепела, как и в сердце млекопитающих, быстрая фаза реполяризации опосредуется выходящим транзиторным калиевым током, а поздняя фаза реполяризации – быстрым и медленным калиевыми токами задержанного выпрямления. Эти же токи (в совокупности с ультрабыстрым калиевым током) обеспечивают реполяризацию человеческого миокарда, что, несмотря на отдаленное систематическое положение, делает перепела потенциальным объектом исследований для экспериментальной кардиологии.
«В современной физиологии сердца до сих пор остро стоит вопрос поиска релевантных экспериментальных моделей для испытания кардиотропных препаратов. Релевантность модельного животного определяется сходством набора ионных токов в его миокарде с электрофизиологическим фенотипом человеческого сердца – и, к сожалению, у наиболее популярных в лабораторной практике животных, мышей и крыс, набор токов в сердце сильно отличается от человеческого. Проведенные исследования показали, что в миокарде перепела не только присутствуют те же токи, что участвуют в реполяризации сердца человека, но также, по всей видимости, эти токи опосредуются теми же изоформами ионных каналов. Учитывая дешевизну и простоту содержания перепелов по сравнению с собаками и свиньями, сердца которых наиболее близки к человеческим, японский перепел выглядит потенциально пригодным модельным объектом для испытаний новых лекарств – по меньшей мере, на ранних этапах тестирования», – рассказал Денис Абрамочкин, ведущий научный сотрудник кафедры физиологии человека и животных биологического факультета МГУ.
Информация и фото предоставлены пресс-службой МГУ
Источник фото: https://poferme.com/
