A new look at comparative physiology of insect and human hearts

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最近の昆虫心臓の心電図研究により、人間に似た、不随意の、純粋な筋原性の心臓が存在することが判明した。 小型軽量種のホバーフライ(Episyrphus balteatus)のような特定の昆虫は、コンパクトな心室と細いチューブの大動脈からなる非常に効率的な心臓システムを持ち、持続的なホバリング飛行への適応として進化してきた。 この種の成虫は、心筋のコンパクトな心室を利用して、昆虫の血液(血精)を間接飛翔筋で囲まれた頭部と胸部に集中的に送り込んでいることが、熱心電図法と光心電図法で明らかにされた。 これらの心臓の記録から、前方に向かう前向きの心拍数(最大10Hz)が極めて高く、収縮期の心筋収縮の共時伝播(蠕動運動ではない)が極めて促進されていることがわかった(室温で32.2mm/秒)。 比較的遅い、後方または逆行性の心収縮が、個々のまたは双子のパルスの形で散発的に発生し、時々安静時に取って代わった。 コンパクトな心室には、双方向の横穴があり、その開閉によって、心臓内の前向きの「血」の流れは、それぞれ腹部の血流腔と大動脈の間に迂回する。 この飛翔体の内臓器官(作物、中腸)は、心拍に似た筋原性の心外蠕動運動を示し、蠕動波の方向が周期的に前方と後方に反転することもあった。 管状作物は1Hzの周期で前後方向に収縮し、4.4mm/sの蠕動波が伝搬した。 空気で膨らませた盲腸は0.2Hzで収縮し、蠕動収縮波の伝播は0.9mm/sであった。 他の昆虫種で広く循環・呼吸機能の調節に関与している心外血脈脈動の神経原性システムが、ここではより経済的な内臓の筋原性脈動に取って代わられ、長時間のホバリングへの軽量な進化的適応がなされたのである。 エピスルファス、ショウジョウバエ、ヒトの心臓の間に見られる構造的、機能的、さらには遺伝的な類似性は、昆虫の心臓に対する新しい心臓活性剤や心臓抑制剤の安価なテストに実用的に利用されている。

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