В статье, опубликованной в качестве избранной статьи в Журнале экспериментальной биологии, рассматривается фермент, который помогает защитить сердца рыб в периоды низкого содержания кислорода (гипоксия) или после интенсивных нагрузок, таких как плавание против течения.
Исследователи обнаружили, что карбоангидраза (КА) может помочь улучшить доставку кислорода к сердцу.
По словам ведущего автора Сара Олдерман, научного сотрудника отдела интегративной биологии, из-за плохого качества воды или более напряженной деятельности рыба, испытывающая недостаток этого фермента в сердце, может стать слишком слабой, чтобы вернуться в свои нерестилища.
«С повышением температуры уровень кислорода в реках понижается, и многие лосось умирает, прежде чем вернуться в свои нерестилища для размножения», – сказала она.
"Этот фермент может позволить некоторым рыбам жить, обеспечивая кислородом их сердца, когда они в этом больше всего нуждаются.
Это было бы огромным преимуществом во время нерестовой миграции и могло бы определять, какие рыбы должны нереститься и передавать свои гены следующему поколению."
По словам Олдермана, в отличие от сердец млекопитающих, сердце лосося не имеет кровеносных сосудов для обеспечения собственного кровоснабжения.
Сердце получает большую часть кислорода из крови, проходящей через его камеры.
Поскольку сердце – последний орган в теле рыбы, который получает кровь, прежде чем она вернется в жабры, непрерывно сокращающаяся мышца может почти выйти из строя, если крови не хватает кислорода.
«Это означает, что с лососем может возникнуть борьба, когда он мчится вверх по течению, чтобы нереститься», – сказала она.
Переносящий кислород гемоглобин в крови рыб точно настроен на pH крови.
Чем более кислые эритроциты, тем меньше кислорода может переносить гемоглобин.
«Если вокруг есть КА, фермент может быстро вызвать кислотность красных кровяных телец и заставить гемоглобин выделять больше кислорода», – сказал Олдерман.
Работая с исследователями из Университета Британской Колумбии, она обнаружила, что сердца лосося имеют целевую систему доставки кислорода, при этом КА находится в камерах сердца.
«Это исследование обеспечивает хорошую основу для понимания экологической адаптации», – сказал Олдерман.
Сейчас она работает с проф. Тодд Гиллис, чтобы изучить, как сердца рыб реагируют на факторы окружающей среды, включая воздействие битума и гипоксию.
Ожидается, что эти исследования будут опубликованы позже в этом году.