Nhịp tim biến đổi của loài chuột chũi Nhật Bản (Mogera spp.)

Springer Science and Business Media LLC - Tập 189 - Trang 707-715 - 2019
Taiki Matsuo1, Atsushi Kashimura2, Naomi Wada3
1The United Graduated School of Veterinary Science, Yamaguchi University, Yamaguchi, Japan
2Department of Applied Animal Science, School of Agriculture, Tokai University, Kumamoto, Japan
3Department of Animal System Physiology, Yamaguchi University, Yamaguchi, Japan

Tóm tắt

Bài báo này trình bày về nhịp tim biến đổi của hai loài chuột chũi dưới lòng đất, chuột chũi Nhật Bản lớn (Mogera wogura) và chuột chũi Nhật Bản nhỏ (Mogera imaizumii). Hiện tượng này được phát hiện qua các video X-quang của M. wogura và được nghiên cứu chi tiết bằng các đường điện tâm đồ (ECG) ghi lại từ các điện cực cấy ghép trong loài này và M. imaizumii. Việc ngừng nhịp tim và các khoảng R–R kéo dài đã được quan sát trong các ECG từ cả hai loài trong những đợt nghỉ ngắn ở các mẫu vật tỉnh táo của cả hai loài dưới điều kiện normoxic ở nhiệt độ phòng. Thời gian trung bình của các khoảng R–R là 288,8 ± 3,3 ms cho M. wogura và 191,9 ± 2,4 ms cho M. imaizumii. Nhịp tim của cả hai loài trở nên không ổn định hơn và khoảng R–R kéo dài 153,5% ± 17,7 sau khi tiêm chất chặn giao cảm (propranolol), trong khi việc áp dụng chất chặn đối giao cảm (atropine) làm tăng độ ổn định và giảm khoảng cách giữa các đỉnh sóng R (R–R) 64,2% ± 4,8. ECG của hai loài liên quan khác là chuột chũi sống dưới đất Nhật Bản (Urotrichus talpoides) và chuột chũi răng trắng sống trên mặt đất Nhật Bản (Crocidura dsinezumi) cũng được ghi lại và so sánh để đối chiếu. Nhịp tim của các loài này tương đối ổn định hơn so với các loài chuột chũi dưới lòng đất. Kết quả của chúng tôi cho thấy sự khác biệt rõ ràng trong các đặc điểm sinh lý của tim giữa các thành viên được kiểm tra của họ Soricomorpha.

Từ khóa

#chuột chũi #nhịp tim #điện tâm đồ #loài Mammalia #Soricomorpha

Tài liệu tham khảo

Abe H (1968) Classification and biology of Japanese Insectivora (Mammalia) II. Biological Aspects. J Fac Agr Hokkaido Univ 55:429–458 Ar A, Arieli R, Shkolnik A (1977) Blood-gas properties and function in the fossorial mole rat under normal and hypoxic-hypercapnic atmospheric conditions. Resp Physiol 30:201–218 Arieli R (1979) The atmospheric environment of the fossorial mole rat (Spalax ehrenbergi): effects of season, soil texture, rain, temperature and activity. Comp Biochem Phys A 63:569–575 Arieli R, Ar A (1981a) Blood capillary density in heart and skeletal muscles of the fossorial mole rat. Physiol Zool 54:22–27 Arieli R, Ar A (1981b) Heart rate responses of the mole rat (Spalax ehrenbergi) in hypercapnic, hypoxic and cold conditions. Physiol Zool 54:14–21 Arieli R, Heth G, Nevo E, Zamir Y, Neutra O (1986) Adaptive heart and breathing frequencies in 4 ecologically differentiating chromosomal species of mole rats in Israel. Experientia 42:131–133 Augee ML, Elsner RW, Gooden BA, Wilson PR (1971) Respiratory and cardiac responses of a burrowing animal, the echidna. Resp Physiol 11:327–334 Avivi A, Resnick MB, Nevo E, Joel A, Levy AP (1999) Adaptive hypoxic tolerance in the subterranean mole rat Spalax ehrenbergi: the role of vascular endothelial growth factor. FEBS Lett 452:133–140 Banchero N, Grover RF, Will JA (1971) High altitude-induced pulmonary arterial hypertension in the llama (Lama glama). Am J Physiol 220:422–427 Bartels H, Schmelzle R, Ulrich S (1969) Comparative studies of the respiratory function of mammalian blood. V. Insectivora: shrew, mole and nonhibernating and hibernating hedgehog. Resp Physiol 7:278–286 Boggs DF, Birchard GF (1989) Cardiorespiratory responses of the woodchuck and porcupine to CO2 and hypoxia. J Comp Physiol B 159:641–648 Boggs DF, Kilgore DL Jr, Birchard GF (1984) Respiratory physiology of burrowing mammals and birds. Comp Biochem Phys A 77:1–7 Buffenstein R (2000) Ecophysiological responses of subterranean rodents to underground habitats. In: Lacey EA, Patton JL, Cameron GN (eds) Life underground: the biology of subterranean rodents. The University of Chicago Press Ltd., London, pp 62–110 Burda H, Honeycutt RL, Begall S, Scharff A, Grütjen O (2000) Are naked and common mole-rats eusocial, and if so why? Behav Ecol Sociobiol 47:293–303 Burda H, Sumbera R, Begall S (2007) Microclimate in burrows of subterranean rodents—revisited. In: Begall S, Burda H, Schleich CE (eds) subterranean rodents. Springer, Berlin, pp 21–33 Campbell KL, Storz JF, Signore AV, Moriyama H, Catania KC, Payson AP, Weber RE (2010) Molecular basis of a novel adaptation to hypoxic-hypercapnia in a strictly fossorial mole. BMC Evol Biol 10:214 Detweiler DK, Spörri H (1957) A note on the absence of auricular fibrillation in the European mole (Talpa europaea). Cardiologia 30:372–375 Gorman ML, Stone RD (1990) The natural history of moles. Cornell University Press, Ithaca Grimes KM, Voorhees A, Chiao YA, Han HC, Lindsey ML, Buffenstein R (2014) Cardiac function of the naked mole-rat: ecophysiological responses to working underground. Am J Physiol-Heart C 306:730–737 Holtze S, Braude S, Lemma A, Koch R, Morhart M, Szafranski K, Hildebrandt TB (2018) The microenvironment of naked mole-rat burrows in East Africa. Afr J Ecol 56:279–289 Jarvis JU (1981) Eusociality in a mammal: cooperative breeding in naked mole-rat colonies. Science 212:571–573 Jelkman W, Oberthür W, Kleinschmidt T, Braunitzer G (1981) Adaptation of hemoglobin function to subterranean life in the mole, Talpa europaea. Resp Physiol 46:7–16 Jones DL, Wang LH (1976) Metabolic and cardiovascular adaptations in the western chipmunks, Genus Eutamias. J Comp Physiol 105:219–231 Kuhnen G (1986) O2 and CO2 concentrations in burrows of euthermic and hibernating golden hamsters. Comp Biochem Phys A 84:517–522 Lechner AJ (1976) Respiratory adaptations in burrowing pocket gophers from sea level and high altitude. J Appl Physiol B 41:168–173 Nevo E (1999) Mosaic evolution of subterranean mammals: regression, progression and global convergence. Oxford Univeristy Press, NY, Oxford Roper TJ, Bennett NC, Conradt L, Molteno AJ (2001) Environmental conditions in burrows of two species of African mole-rat, Georychus capensis and Cryptomys damarensis. J Zool 254:101–107 Storier D, Wollberg Z, Ar A (1981) Low and nonrhythmic heart rate of the mole rat (Spalax ehrenbergi): control by the autonomic nervous system. J Comp Physiol B 142:533–538 Šumbera R (2019) Thermal biology of a strictly subterranean mammalian family, the African mole-rats (Bathyergidae, Rodentia). J Therm Biol 79:166–189 Šumbera R, Chitaukali WN, Elichová M, Kubová J, Burda H (2004) Microclimatic stability in burrows of an Afrotropical solitary bathyergid rodent, the silvery mole-rat (Heliophobius argenteocinereus). J Zool 263:409–416 van Aardt WJ, Bronner G, Buffenstein R (2007) Hemoglobin–oxygen-affinity and acid-base properties of blood from the fossorial mole-rat, Cryptomys hottentotus pretoriae. Comp Biochem Phys A 147:50–56 Widmer HR, Hoppeler H, Nevo E, Taylor CR, Weibel ER (1997) Working underground: respiratory adaptations in the blind mole rat. Proc Natl Acad Sci USA 94:2062–2067