Почему сердце не в середине тела?

Прежде всего, позвольте мне прояснить, что сердце находится в вертикальном центре тела — оно не смещено влево (или вправо). Однако в большинстве случаев он слегка наклонен влево.

В некоторых случаях она наклонена вправо, и это состояние называется декстрокардией . Почему это так, давайте посмотрим, что делает сердце. Ниже схема двойной циркуляции ( отсюда ).

Как видите, для перекачки обогащенной кислородом крови в организм необходимо создать самое высокое давление. Таким образом, левый желудочек нуждается для этой цели в самых толстых мышцах. И из-за этих дополнительных мышц сердце кажется растянутым и смещенным влево.

Переходя к эволюционной перспективе, важно отметить, что люди — не единственные организмы, обладающие этой особенностью. Действительно, смещение сердца влево является законсервированной чертой у всех позвоночных ( Fishman et al , 1997 ). Смотрите этот ответ для получения дополнительной информации.

Что касается генов, изгиб сердца в одну сторону фактически контролируется геном NODAL во время развития. См. эту диаграмму (из Jensen et al , 2013 ):

Наклон происходит в две фазы: одна в течение первых четырех с половиной месяцев внутриутробной жизни, а другая, представляющая собой поворот на 45° к срединной плоскости, позднее. Во время раннего развития сердца происходит процесс, называемый образованием сердечной петли, и прямая сердечная трубка изгибается (см. Диаграмму). Ген NODAL вместе с генами Lefty1 и Lefty2 регулирует скорость и направление движения кардиомиоцитов во время развития сердца, приводя к этой асимметрии. Чтобы подтвердить это, исследователи вырезали ген spaw/nodal у рыбки данио и в результате (!) обнаружили рандомизированное развитие сердца, даже симметричного сердца (см. Walmsley, 1958 и Rohr et al , 2008) .).

Теперь, говоря о том, почему это произошло в первую очередь и почему это так консервативно среди позвоночных, мы должны задать себе основной вопрос: что хорошего было бы в симметричном сердце?Внешняя симметрия предпочтительнее (вероятно), потому что она помогает при передвижении; было бы довольно трудно двигаться, если бы ваши две ноги были отодвинуты от центра тяжести. Но когда мы говорим о внутренней симметрии, условия резко меняются. Здесь мы получаем главный ограничительный фактор: пространство. А ограниченное пространство всегда доминирует над другими факторами. Видя, что строение сердца обязательно направлено в одну сторону, становится трудно сделать его симметричным. (Единственный вариант ИМО — иметь другой заостренный конец с правой стороны.) В этом случае опять же, какое преимущество даст симметричное сердце? Никто. И это может быть даже вредно, поскольку наличие еще большего сердца означало бы уменьшение размеров обоих легких. Таким образом, симметричное сердце окажется скорее недостатком, чем преимуществом. Смотрите этовопрос для получения дополнительной информации.

1- Двусторонняя симметрия означает две половинки зеркального отражения, следующие сагиттальному сечению только вдоль центральной оси. В животном мире есть примеры отсутствия симметрии (амебы), радиальной симметрии (медузы), бирадиальной симметрии (гребенчатые желе и двусторонние (человек - хотя и не проявляет совершенная двусторонняя симметрия из-за сердца, желчного пузыря и печени) Сердце несимметрично из-за его функций - левый желудочек толще по сравнению с правым). Меньшее левое легкое может быть результатом различной функциональной нагрузки, связанной с оксигенацией кровь.