Почему собаки не отмораживают себе лапы

Собаки хорошо приспособлены к холодному климату и могут стоять, ходить и бегать по снегу и льду в течение длительного периода времени. В отличие от туловища, покрытого густым мехом, лапы более подвержены холоду из-за отсутствия меховой изоляции. Конечности имеют высокое отношение площади поверхности к объему, поэтому они очень легко теряют тепло.

Японские учёные обнаружили анатомические доказательства теплосберегающей структуры, связанной с сосудистой сетью подушечки лапы собаки.

Метилметакрилатные коррозионные слепки сосудов для сканирующей электронной микроскопии, цельные препараты, инъецированные тушью, и гистологические образцы были приготовлены в серии из 16 конечностей от четырех взрослых собак.

Гистология подушечки стопы. Удлиненные шиповидные конические сосочки (выпячивания) могут сохранять изолирующий слой воздуха между поверхностью подушечки и холодным субстратом. Толстый слой подкожной жировой ткани также обеспечивает теплоизоляцию и амортизацию. Сокращения: кукуруза, роговой слой; дерма, дерма; эпи, эпидермис; и гипо, гиподерма. Окраска гематоксилином и эозином. Масштабная линейка соответствует 1 мм.

Сосудистые слепки и исследования тушью показали, что многочисленные венулы располагались вокруг артерий, кровоснабжающих поверхность подушечки, и образовывали триаду вена-артерия-вена с периартериальной венозной сетью, тесно связанной с артериями.

Изображение общего вида микрососудистых единиц на поверхности подушечки, полученное с помощью сканирующего электронного микроскопа. Масштабная линейка соответствует 200 нм.

Кроме того, в сосудистой сети дермы были обнаружены многочисленные артериовенозные анастомозы и хорошо развитые венозные сплетения. Триада образует противоточный теплообменник. Когда подушечка подвергается воздействию холода, противоточный теплообменник служит для предотвращения потерь тепла за счет рециркуляции тепла обратно в сердцевину тела. Кроме того, артериовенозные анастомозы изменяют кровоток, отводя кровь к поверхности кожи, а венозные сплетения удерживают теплую кровь на поверхности подушечки. Следовательно, подходящая температура для подушечки стопы может поддерживаться в холодных условиях.

Увеличение области в рамке на предыдущем рисунке, показывающее конические дермальные сосочки с центральными венулами (vo), запутавшимися в оболочке капилляров (c). Сокращение: v, кожно-венозное сплетение. Масштабная линейка соответствует 50 нм.

В подушечке вены окружают артерию и идут параллельно, образуя триаду вена-артерия-вена, так что артериальная кровь втекала в поверхность подушечки в направлении, противоположном оттекающей венозной крови. Венулы находились в тесном контакте друг с другом. Такая система создает постоянный температурный градиент между артериями и венами и представляет собой эффективный противоточный теплообменник.

Теплая артериальная кровь передает свое тепло путем простой теплопроводности соседней прохладной венозной крови. Таким образом, переносимое кровью тепло возвращается обратно к ядру тела через венозную кровь, прежде чем отдать тепло в окружающую среду. Если подушечка лапы с противоточным теплообменником находится в теплой среде, кровь в этой подушечке будет теплой, и противоточный теплообменник будет малоэффективен. Когда подушечка подвергается воздействию холодной окружающей среды, кровоток увеличивается в ногах за счет регулируемой вазодилатации в подушечках стопы. Вначале вазодилатация ускорит потерю тепла из-за увеличения притока крови к кожному кровообращению, а противоточный теплообменник не может удерживать тепло, уже находящееся в лапе,1 но противоточный теплообменник предотвращает постоянную потерю тепла. Это означает, что у собаки теплое тело и холодные лапы во время воздействия холода.

Принцип противоточного теплообмена сосудов не ограничивается подушечкой стопы и не уникален. Подобные примеры можно найти у других животных и анатомических структур. Например, яичковая артерия в семенном канатике лежит посредине лозовидного венозного сплетение для охлаждения яичка. Пингвины в основном живут в чрезвычайно холодной Антарктике, а киты и тюлени могут плавать в ледяной воде арктических морей. Эти животные также имеют противоточные сети теплообмена в ногах, плавниках и ластах соответственно, чтобы избежать потери
тепло тела. У кроликов центральная ушная артерия, снабжающая кровью большую часть покрова ушной раковины, окружена капиллярами, отходящими от тех, которые снабжают кровью кожу, что указывает на противоточную функцию теплообмена.


Источник: Ninomiya H., Akiyama E., Simazaki K., Oguri A., Jitsumoto M., Fukuyama T. (2011) Functional anatomy of the footpad vasculature of dogs: scanning electron microscopy of vascular corrosion casts. Veterinary Dermatology, 22, 475–481. 475. DOI: 10.1111/j.1365-3164.2011.00976.x

mike

Дата новости: 20.11.2022

Предыдущая новостьСлишком умны для неволи