Нейронные механизмы, подавляющие активность медленных мышц при быстром плавании рыб

У позвоночных есть быстрые и медленные мышечные волокна. Быстрые волокна быстро сокращаются, но склонны к утомлению. Медленные волокна сокращаются медленно, но устойчивы к утомлению. Позвоночные используют быстрые и медленные мышцы в зависимости от ситуации.

Используя личинок рыбок данио-рерио, доцент Юкико Кимура и профессор Син-Ичи Хигасидзима из Национального института фундаментальной биологии Японии обнаружили нейронные механизмы, подавляющие активность медленных мышц при быстром плавании рыб. Результаты исследования опубликованы в выпуске Nature Communications от 22 мая 2019 года.

Группа провела исследование на генетически модифицированных рыбках данио-рерио, у которых были удалены специфические спинальные интернейроны. Активность мотонейронов сравнивали у нормальных личинок и личинок с удалёнными нейронами. В результате было обнаружено, что V1-нейроны — тип тормозных интернейронов спинного мозга — подавляют активность мотонейронов, контролирующих медленные мышцы, во время быстрого плавания. Считается, что это механизм, который позволяет осуществлять высокоскоростное плавание, предотвращая нарушение активности быстрых мышц со стороны медленных.

Доктор Кимура отметила: «Возможно, V1-нейроны млекопитающих работают так же, как у рыб. У рыб быстрые и медленные мышцы физически разделены, но у млекопитающих быстрые и медленные мышечные волокна перемешаны, что затрудняет аналогичный анализ. Рассматривая эти результаты как катализатор для дальнейших исследований, мы надеемся, что анализ механизма контроля активности медленных мышечных волокон у млекопитающих, включая механизмы её подавления, сможет продвинуться дальше».