Хладнокровные аллигаторы разделяют с млекопитающими четырёхкамерную структуру сердца, совершенно нетипичную для большинства рептилий. Впрочем, на этом их сходства заканчиваются. В отличие от хрупких сердец людей и прочих млекопитающих, сердца аллигаторов «оснащены» уникальным защитным механизмом, который предупреждает развитие угрожающих жизни аритмий.

Именно этому уникальному свойству сердец аллигаторов посвящено исследование «Defibrillate you later, alligator; Q10 scaling and refractoriness keeps alligators from fibrillation», опубликованное в журнале Organismal Biology. Физики и биологи из Технологического института Джорджии и Акронского университета объединили свои усилия, чтобы сравнить сердца аллигатора и млекопитающих в различных условиях. Фибрилляция – один из самых опасных видов аритмии, который проявляется хаотичной электрической активностью различных групп волокон сердечной мышцы. При фибрилляции сокращения сердца становятся слишком разрозненными и нескоординированными, делая его работу неэффективной. Следствием такого состояния становится образование тромбов, которые могут попасть в сосуды головного мозга и спровоцировать ишемический инсульт. Причиной опасной для жизни аритмии могут стать различные факторы, включая и гипотермию, например, при падении человека в холодную воду.

Вполне активные дикие аллигаторы прекрасно чувствуют себя в прохладных водоёмах, поддерживая температуру тела в диапазоне от 10 °C до 37 °C и удивительным образом избегая опасных нарушений сердечного ритма. В рамках своего исследования профессор Флавио Фентон и его коллеги оценивали сердечную активность молодых аллигаторов и кроликов. Оба вида являются обладателями четырёхкамерного сердца аналогичного размера (около 3 см), однако средняя температура тела кроликов составляет около 38 °C. Учёные анализировали работу электрической системы, вырабатывающей импульсы для скоординированного сокращения миллионов отдельных клеток сердечной мышцы, при температурах от 38 °C до 23 °C. По мере охлаждении тела скорость распространения импульса возбуждения в сердце кролика сократилась почти вдвое, в то время как у аллигатора этот показатель упал всего лишь на 10%. В итоге у кролика развивалась фибрилляция, а сердце рептилии продолжало работать в безопасном для себя режиме.

Впрочем, особенность работы встроенного защитного механизма у сердец аллигаторов имеет и некоторые недостатки. В частности, переносимость температурных колебаний без риска травматизации сердца ограничивает максимальную частоту сердечных сокращений. Это значит, что электрофизиология сердца рептилии не позволяет ему потреблять больше энергии для ускорения сердцебиения в экстренных ситуациях. В свою очередь кролики и прочие млекопитающие имеют возможность адаптировать свой сердечный ритм для поддержания активного, эндотермичного (с поглощением тепла) метаболизма.

Биолог Генри Эстли считает, что подобные исследования являются важным звеном в общем понимании электрофизиологии сердца различных видов и их защитных механизмов. К тому же они демонстрируют, насколько важно не ограничивать научно-исследовательскую деятельность самыми популярными «моделями» вроде мышей и плодовых мух. Царство диких животных является неисчерпаемым источником ресурсов и знаний, которые вполне могут оказаться полезными для разработки методов предупреждения и лечения угрожающих жизни состояний. Возможно, именно сердца аллигаторов таят в себе секрет концепции «опережающей терапии» для фибрилляции.