Лишь у млекопитающих и птиц, среди них и у человека, сердце складывается из четырех правого – предсердия и камер левого, и вдобавок двух желудочков. Такое строение снабжает разделение насыщенной кислородом артериальной и бедной кислородом венозной крови. Один поток, с венозной кровью, направляется в легкие, а второй – с артериальной снабжает целый организм.
С энергетической точки зрения такое кровообращение максимально выгодно. Исходя из этого, согласно мнению ученых, поэтому благодаря четырехкамерному сердцу животные обучились поддерживать постоянную температуру тела. В отличие от теплокровных у холоднокровных, к примеру амфибий, сердце трехкамерное.
С рептилиями дело обстоит сложнее. Они – особенная несколько. Дело в том, их желудочки поделены перегородкой, но в ней находится отверстие.
Наподобие четырехкамерное сердце, но не совсем. Не добывает одной подробности – пленочной перегородки, которая закрывала бы межжелудочковое отверстие и создавала бы правого желудочка и полную изоляцию левого. Такая пленочная перегородка показалась у млекопитающих и птиц существенно позднее.Оказалось, что у черепахи белок Tbx5 распределяется неравномерно.
Концентрация этого белка уменьшалась, действительно, весьма понемногу, от левой к правой части желудочка. А у ящерицы содержание Tbx5 вообще было однообразным по всему желудочку, исходя из этого и никакой необходимости в появлении перегородки не было. "Исходя из этого мы сделали вывод, что происхождение межжелудочковой перегородки связано с различной концентрацией Tbx5", – говорят ученые.Сам вопрос об эволюции межжелудочковой перегородки крайне важен с позиций медицины.
Дело в том, что у людей врожденные странности сердца видятся частенько. Как говорит врач Бруно, приблизительно один человек из 100 рождается с теми либо иными сердечными странностями. Более того, достаточно довольно часто рождаются дети с трехкамерным сердцем, другими словами с одним желудочком, как у амфибий.
Большая часть таких новорожденных без неординарно сложной операции по восстановлению перегородки между желудочками обречены на смерть.Как появилась эта перегородка, узнала многочисленная несколько американских, канадских и японских ученых под управлением врача Бенуа Бруно (Benoit G. Bruneau) из Университета сердечно-сосудистых болезней Гладстона. Авторы работы поняли, что перегородка начинает формироваться в том случае, если количество транскрипционных факторов Tbx5−белков, связывающих ДНК и запускающих транскрипцию генов, несущих ответственность за синтез кардиомиоцитов, неравномерно распределяется в обоих желудочках. В том месте, где количество Tbx5 начинает убывать, и формируется перегородка.
Опыт прошел удачно. Оставалось лишь осознать, вправду ли концентрация Tbx5 – причина, а появление перегородки – следствие, либо это простое совпадение.
Врач Бруно и его сотрудники модифицировали ДНК мышей так, чтобы уровень Tbx5 у них совпал с уровнем Tbx5 у черепахи. Так появились мыши с черепашьим трехкамерным сердцем – без пленки, закрывающей межжелудочковое отверстие. К сожалению, все мышата погибли фактически сразу после рождения.
Но именно поэтому опыту ученые смогли осознать, что распределение уровня транскрипционного фактора вправду ведет к формированию перегородки, закрывающей межжелудочковое отверстие.Врач Бруно и его сотрудники изучали развитие сердца у эмбрионов красноухой черепахи (Trachemus scripa elegans) и ящерицы анолиса каролинского (Аnolis carolinensis). "Нам принципиально важно было взглянуть, как формируется межжелудочковая перегородка у эмбрионов того и другого вида.
У черепахи, у которой лишь начинает формироваться четырехкамерное сердце, и у ящерицы с трехкамерным сердцем", – растолковывают ученые."То, что нам удалось найти, – серьёзный этап в понимании эволюции сердца. Понимание того, как формировалась межжелудочковая перегородка, разрешит нам пойти еще дальше.
И узнать, как появляются врожденные недостатки у людей, по какой причине у некоторых эмбрионов не формируется межжелудочковая перегородка, и как возможно влиять на это процесс", – говорят авторы работы.