ทำไมหนูไม่มีถุงน้ำดีไม่เหมือนหนูตัวอื่น?

We are searching data for your request:

Forums and discussions:

Manuals and reference books:

Data from registers:

Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าหนูไม่มีถุงน้ำดี แม้ว่าสายพันธุ์อื่นๆ รวมทั้งมนุษย์ ลิง วัว สัตว์เลื้อยคลาน สุนัขและหนู ล้วนมีถุงน้ำดี

ในบทความนี้เมื่อเกือบ 100 ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาว่าการมีหรือไม่มีถุงน้ำดีทำให้เกิดองค์ประกอบของน้ำดีแตกต่างกันอย่างไร ผู้เขียนพบว่า (ซึ่งตอนนี้เราซาบซึ้งมาก) ว่าน้ำดีจากหนูที่มีถุงน้ำดีมีความเข้มข้นมากกว่าน้ำดีในหนูมาก นั่นคือ หน้าที่อย่างหนึ่งของถุงน้ำดีคือการทำให้น้ำดีมีสมาธิ

ฉันรู้ว่านี่เป็นคำถามเก็งกำไร แต่รู้หรือไม่ว่าการมีหรือไม่มีถุงน้ำดีทำให้เกิดข้อได้เปรียบทางวิวัฒนาการหรือทางชีววิทยา (หรือข้อเสีย) บางอย่างหรือไม่?

มีหลายทฤษฎีที่แตกต่างกันในแง่มุมของวิวัฒนาการนี้ บางทฤษฎีได้รับการพิสูจน์แล้ว และบางทฤษฎีเป็นเพียงการคาดเดา วัสดุและการวิจัยในด้านนี้มีน้อยมาก ในที่นี้ ฉันพยายามให้คำตอบโดยอ้างอิงถึงสัตว์ที่คุณกล่าวถึง เช่น หนู

หนูไม่มีถุงน้ำดี อาจเป็นเพราะสาเหตุต่อไปนี้ -

พลังความเข้มข้นของน้ำดีในตับของหนูนั้นสูง ดังนั้นหน้าที่หลักของความเข้มข้นของน้ำดีโดยถุงน้ำดีจึงไม่จำเป็นในตัวมัน นี่อาจเป็นทฤษฎีที่ได้รับการสนับสนุนมากที่สุดเกี่ยวกับเรื่องนี้
หนูมักกินอาหารจึงต้องการน้ำดีอย่างต่อเนื่อง ช่วยลดความจำเป็นในการจัดเก็บน้ำดี
สัตว์กินเนื้อค่อนข้างขาดไขมันในอาหาร ซึ่งจะช่วยลดความต้องการเกลือน้ำดีจำนวนมากในลำไส้

ข้อมูลอ้างอิง -

https://theparadigmshiftgroup.com/animals-no-gallbladder/
หนังสือเรียนสัตววิทยา
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0375090613000323?np=y

ตามที่ฉันเข้าใจจุดประสงค์หลักของถุงน้ำดีคือเพื่อให้แน่ใจว่ามีไขมันที่ย่อยได้เต็มที่หรืออาหารที่ย่อยยากหรือซับซ้อนเพื่อย่อยเพื่อสนับสนุนตับ ทั้งหนูและหนูให้นมลูกเป็นเวลาประมาณ 4-5 สัปดาห์เท่ากัน แต่หนูไม่มีถุงน้ำดี การกินไขมันน้อยลงในอาหารไม่ใช่เรื่องง่าย สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมส่วนใหญ่รวมทั้งมนุษย์พัฒนาถุงน้ำดีผ่านการวิวัฒนาการเพื่อช่วยในการย่อยอาหารที่มีไขมันสูงจนถึงวัยผู้ใหญ่ หนูได้พัฒนาลำไส้ใหญ่ส่วนต้นที่ใหญ่ขึ้นแทน เพื่อการย่อยช้าของเมล็ดพืชและธัญพืช ซึ่งทำงานได้ดีในพวกมันเนื่องจากไมโครไบโอมในลำไส้ที่เฉพาะเจาะจงของพวกมัน

http://www.drturumin.com/en/GallAcids_en.html

**http://www.differencebetween.net/science/difference-between-a-human-digestive-system-and-a-rat-digestive-system/

อาจเป็นเพราะหนูมักรับประทานอาหารที่ "ย่อยยาก" ถุงน้ำดีหมายถึงแหล่งน้ำดีส่วนเกินในขณะที่ย่อยอาหาร อย่างที่คุณบอกว่าหนูมีหนูตัวหนึ่งแต่ตัวเล็กกว่า บางทีหนูเคยมีขนาดเท่ากัน แต่เมื่อพวกมันปรับตัวให้เข้ากับชีวิตในเมือง หนูที่ใหญ่กว่าก็กลายเป็นข้อได้เปรียบ

ทำไมหนูไม่มีถุงน้ำดีไม่เหมือนหนูตัวอื่น? - ชีววิทยา

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับฟันหนู

สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมมีฟันสี่ประเภท ซึ่งมีรูปร่าง หน้าที่ ตำแหน่งในปากที่แตกต่างกัน และไม่ว่าจะถูกแทนที่หรือไม่ก็ตาม สี่ประเภท ได้แก่ ฟันหน้า เขี้ยว ฟันกรามน้อย และฟันกราม

รูปที่ 1 ภาพวาดกะโหลกหนู แสดงตำแหน่งของฟันกราม ฟันหน้า และไดอะสเตมา &คัดลอก anne_rats

หนูมีฟันกรามและฟันกราม (รูปที่ 1) ฟันหน้าเป็นฟันหน้าสุดในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม ในหนู เหล่านี้คือฟันหน้ายาวสี่ซี่ ฟันบนสองซี่ และฟันล่างสองซี่ ฟันกรามของหนูมีความเฉพาะทางสูงสำหรับการแทะ พวกมันมีรากเปิดซึ่งหมายความว่าพวกมันเติบโตตลอดชีวิต ฟันกรามเป็นฟันที่อยู่ด้านหลังสุดในปาก ใช้สำหรับบดอาหารก่อนกลืนเข้าไป หนูมีฟันกราม 12 ซี่ ฟันกรามด้านบน 6 ซี่ และด้านล่าง 6 ซี่ (และ 3 ซี่ที่ด้านข้างของกรามแต่ละข้าง) ฟันกรามไม่เคยถูกแทนที่ หนูมีฟันเพียงชุดเดียวในช่วงชีวิต (เรียกว่า monophyodont )

หนูไม่มีเขี้ยว (ฟันรูปกรวย ฟันแหลมที่ใช้จับเหยื่อ ป้องกัน และต่อสู้) หรือฟันกรามน้อย (ฟันกรามหลังเขี้ยวและหน้าฟันกราม) หนูมีปากที่ยาวและไม่มีฟัน โดยจะมีฟันซี่ที่สอง เขี้ยว และฟันกรามน้อย พื้นที่นี้เรียกว่า diastema

จำนวนฟันประเภทต่างๆ ในสปีชีส์หนึ่งๆ อธิบายด้วยสูตรทางทันตกรรม ซึ่งเขียนว่า: I n/n C n/n P n/n M n/n โดยที่ I, C, P และ M หมายถึงฟันหน้า , เขี้ยว ฟันกรามน้อย และฟันกรามตามลำดับ และ n/n หมายถึงจำนวนฟันบนและฟันล่างของแต่ละประเภทที่พบในด้านใดด้านหนึ่งของปาก สูตรทันตกรรมของหนูคือ: I 1-1, C 0-0, P 0-0, M 3-3. หนูมีฟันกรามล่าง 8 ซี่ และฟันบน 8 ซี่ รวมเป็นฟัน 16 ซี่

รูปที่ 2 ภาพตัดขวางของฟันกรามของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม &คัดลอก anne_rats

ฟันมีองค์ประกอบเหมือนกับกระดูก ฟันประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่มีแร่ธาตุสามชั้น: ชั้นเคลือบฟันแข็งภายนอกก่อตัวเป็นมงกุฎของฟัน ส่วนชั้นซีเมนต์แข็งจะปกคลุมรากฟัน . เคลือบฟันและซีเมนต์ล้อมรอบชั้นของเนื้อฟันที่นุ่มกว่าและมีชีวิต ซึ่งประกอบเป็นส่วนใหญ่ของฟัน เนื้อฟันล้อมรอบแกนเนื้ออ่อนซึ่งประกอบด้วยหลอดเลือดและเส้นประสาท เอ็นยึดปริทันต์ (หรือที่เรียกว่าเยื่อหุ้มปริทันต์) เป็นชั้นเนื้อที่อยู่ระหว่างฟันกับเบ้าฟัน มันยึดฟันเข้าที่ ยึดติดกับเพื่อนบ้าน และช่วยให้ฟันต้านทานความเครียดจากการเคี้ยวได้ (รูปที่ 2)

ฟันกรามของหนูมีความคล้ายคลึงกับฟันกรามที่แสดงไว้ในรูปที่ 2 อย่างไรก็ตาม ฟันกรามของหนูจะมีรากเดียวที่เปิดออกซึ่งยังคงเติบโตต่อไปตลอดชีวิตของหนู

ฟันหน้าของหนูคือฟันหน้ายาวสุดสี่ซี่ในปากของหนู (รูปที่ 3) ฟันบนสั้นกว่าและเหลืองกว่าฟันล่าง ฟันบนยาวประมาณ 4 มม. และกว้าง 1.5 มม. ฟันล่างยาวประมาณ 7 มม. และกว้าง 1.2 มม. (Weijs 1975)

ฟันกรามเป็นฟันแทะโดยเฉพาะ ฟันกรามของหนูเป็นแบบเปิด (รูปที่ 4) ซึ่งหมายความว่าฟันจะเติบโตตลอดชีวิต (Addison and Appleton 1915) หากปล่อยให้เติบโตโดยปราศจากการยับยั้งชั่งใจ ฟันของหนูจะงอกเป็นเกลียวที่มีมุม 86º (Herzberg และ Schour 1941) หนูใช้ชีวิตแทะและกัดฟัน ดังนั้นฟันที่งอกขึ้นอย่างต่อเนื่องจึงป้องกันไม่ให้ฟันสึก

รูปที่ 4 ไดอะแกรมของกะโหลกหนูที่มีส่วนของถุงลมกระดูกออกเพื่อแสดงความยาวทั้งหมดของฟันหน้า (ดัดแปลงจาก Addison และ Appleton 1915)

ฟันกรามของหนูปะทุออกมาจากเหงือก 8-10 วันหลังคลอด (Addison and Appleton 1915, Schour and Massler 1949) อัตราการปะทุ (อัตราการเติบโต) ของฟันหน้าของหนูนั้นสูงมาก: ฟันบนของหนูที่โตเต็มวัยจะเติบโตโดยเฉลี่ยประมาณ 2.2 มม. ต่อสัปดาห์ (0.31-0.32 มม. ต่อวัน) และฟันล่างจะเติบโตประมาณ 2.8 มม. ต่อสัปดาห์ ( 0.4 มม. ต่อวัน) (Addison and Appleton 1915) ใช้เวลาประมาณ 40-50 วันสำหรับฟันซี่ใหม่ที่สร้างขึ้นที่ฐานเพื่อไปถึงปลาย ดังนั้นฟันทั้งซี่จึงมีอายุไม่เกิน 40-50 วัน (Schour and Massler 1942) การเติบโตอย่างรวดเร็วนี้ยังช่วยให้ฟันของหนูไม่เกิดฟันผุ โพรงใดๆ จะงอกออกมาอย่างรวดเร็วและสึกกร่อน

อัตราการเติบโตของฟันหน้าแตกต่างกันไปตามสถานการณ์ต่างๆ หากฟันถูกตัด ฟันจะงอกเร็วขึ้น 1.0 มม. ต่อวัน (+/- 0.1 มม.) (Law et al. 2003) ดังนั้นหากหนูชอบแทะสารแข็งและสวมฟันหน้าออกอย่างรวดเร็ว ฟันกรามจะ เติบโตเร็วขึ้นเพื่อชดเชย ฟันซี่เดี่ยวสามารถเติบโตได้ในอัตราที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับความยาวและฟันของข้างเคียง: หากฟันซี่หนึ่งสั้นลง ฟันซี่นั้นจะงอกกลับมาเร็วกว่าอีกซี่ (Burn-Murdoch 1999) หากฟันกรามบนและฟันล่างไม่เข้ากัน (เรียกว่า malocclusion ) ฟันซี่นั้นจะไม่สึกตามปกติและกลายเป็นรก

รูปที่ 5 ภาพตัดขวางของฟันหน้าหนูที่อยู่กึ่งกลางระหว่างเหงือกกับปลายฟัน ดัดแปลงจาก Addison และ Appleton 1915

ฟันหน้ามีสีด้วยเม็ดสีเหลือง ฟันหน้าเริ่มเป็นสีขาวในหนูตัวเล็ก แต่เมื่ออายุ 21 วัน ฟันบนจะมีสีเหลืองเล็กน้อย ภายใน 25 วัน ฟันบนจะมีสีเหลืองชัดเจน และฟันล่างจะมีสีเหลืองเล็กน้อย 38 วัน สีเหล่านี้จะเข้มขึ้น โดยส่วนบนจะมีสีมากกว่าส่วนล่าง ความสัมพันธ์ระหว่างฟันกรามบนที่มีเม็ดสีมากกว่าและฟันกรามล่างที่มีเม็ดสีน้อยกว่ายังคงเป็นจริงไปตลอดชีวิตของหนู ในหนูที่โตเต็มวัย ส่วนบนจะมีสีส้มอมเหลืองเข้ม และส่วนล่างเป็นสีเหลือง (Addison และ Appleton 1915)

ภาพตัดขวางของฟันหน้าของหนูแสดงให้เห็นสามชั้น: แกนชั้นในของเนื้อฟัน ชั้นในของเนื้อฟันที่อ่อนนุ่มรอบๆ และชั้นของเคลือบแข็งซึ่งครอบคลุมเฉพาะพื้นผิวด้านหน้าของฟัน (รูปที่ 5, 6) ช่องเยื่อกระดาษที่อยู่ตรงกลางฟันจะแคบลงและแคบลงจนถึงปลายฟัน (รูปที่ 5) โพรงเยื่อกระดาษเกือบจะถึงส่วนปลายของฟัน แต่ในตอนท้ายจะเต็มไปด้วยวัสดุแข็ง (ออสทีโอเดนทีนที่เป็นเม็ด) ดังนั้นช่องเยื่อกระดาษที่ละเอียดอ่อนจะไม่ปรากฏให้เห็นจริง ๆ (Addison and Appleton 1915)

ฟันกรามจะแหลมโดยการแทะและกัดฟัน เรียกอีกอย่างว่า ทีโกซิส เนื่องจากฟันหน้าของหนูมีผิวเคลือบแข็งเฉพาะที่ด้านหน้า ฟันซี่จึงสึกเป็นมุม โดยที่เนื้อฟันที่อ่อนนุ่มด้านหลังจะสึกก่อนเคลือบฟันด้านหน้า ซึ่งรับประกันความคมของคมตัดที่มีรูปทรงมุมเอียง (รูปที่ 6) หนูสามารถขยับกรามล่างได้ไกลจนฟันกรามล่างอยู่ด้านหน้าฟันหน้าบน เมื่อหนูเคี้ยวเอื้อง กรามของมันจะถูกดึงไปข้างหน้า และฟันกรามล่างบางครั้งจะบดด้านหลังฟันบน (สวมตอนบน) และบางครั้งอยู่ข้างหน้าฟัน (ฟันล่างสึก) (รูปที่ 7)

รูปที่ 6 ฟันหน้ามีเคลือบฟันแข็งที่ด้านหน้าและเนื้อฟันอ่อนที่ด้านหลัง เนื้อฟันจะสึกก่อน เหลือแต่ขอบที่แหลมคม

รูปที่ 7 ฟันซี่ล่างอยู่ด้านหลัง (ซ้าย) และด้านหน้าฟันบน (ขวา) ดัดแปลงมาจาก Schour และ Massler 1942

หนูสามารถแทะได้อย่างทรงพลัง เพราะจุดยึดของกล้ามเนื้อที่ขยับกรามล่างขึ้นและลงนั้นอยู่ข้างหน้าจมูกมาก (รูปที่ 8) การจัดเรียงนี้ช่วยให้หนูแทะได้อย่างมีประสิทธิภาพและมีพลังมาก (หนึ่งในกล้ามเนื้อกรามเหล่านี้วิ่งผ่านเบ้าตาหลังลูกตา นี่คือสาเหตุที่ดวงตาของหนูสั่นเข้าและออก เรียกว่า "น่าเหลือเชื่อ" เมื่อเขาเคาะอย่างกระตือรือร้น)

รูปที่ 8 กระโหลกหนู แสดงตำแหน่งไปข้างหน้าของจุดยึดของกล้ามเนื้อแมสเซเตอร์บนขากรรไกรบน กล้ามเนื้อ Masseter อยู่ตรงกลางจะผ่านเบ้าตา ถัดจากตา และยึดติดกับปากกระบอกปืน นี่คือกล้ามเนื้อที่ "หักล้าง" ตาเมื่อหนูกัดฟัน กล้ามเนื้อ Masseter ด้านข้างติดอยู่ใต้และด้านหน้าของโหนกแก้ม การจัดเรียงของกล้ามเนื้อนี้ทำให้หนูสามารถดึงกรามล่างไปข้างหน้าอย่างมีพลังในระหว่างการแทะ

เมื่อหนูแทะ กรามล่างของมันจะเลื่อนไปข้างหน้า ทำให้ฟันซี่สัมผัสกัน และฟันกรามจะไม่สัมผัสกัน ฟันหน้าบนถือวัตถุและฟันล่างตัดกับมัน ดังนั้น มีเพียงฟันกรามเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการแทะ ฟันกรามจะไม่สัมผัสกันเมื่อหนูแทะ

เคลือบฟันของหนูมีความแข็ง แข็งกว่าเหล็ก แพลตตินั่ม และทองแดง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง วัดจากระดับความแข็ง Mohs ฟันกรามล่างของหนูมีอันดับ 5.5 (เพชรเท่ากับ 10) ศัตรูของมนุษย์นั้นไม่ยากนัก โดยวัดได้ 5 ระดับตามระดับความแข็งของ Mohs (อ้างอิง)

รูปที่ 9 ภาพถ่ายแสดงแผ่นพับผิวหนังและฟันกรามล่างของหนูแยกออก

หนูมีเนื้อเยื่อแก้มเล็กๆ ทั้งสองข้างของด้านในปากซึ่งอยู่ด้านหลังฟันหน้า โดยยื่นเข้าไปในช่องว่างระหว่างฟันกรามและฟันกราม (diastema ) (รูปที่ 9) เชื่อกันว่าแผ่นปิดเหล่านี้ก่อให้เกิดปลั๊กสำหรับเก็บเศษขยะที่ไม่ต้องการเข้าปาก (Addison and Appleton 1915, Olds and Olds, 1979 Bivin et al. 1979)

รูปที่ 10. ด้านหน้าของขากรรไกรล่างและฟันหน้า แสดงฟันหน้าปิด (ซ้าย) และเปิด (ขวา)

ข้อต่อระหว่างสองส่วนของขากรรไกรล่าง ( mandibular symphysis หรือ symphysis mentis ) ไม่ได้หลอมรวม แต่เกิดจากเนื้อเยื่อเส้นใย -- ไฟโบรคาร์ทิเลจและเอ็นไขว้กัน เนื้อเยื่อเส้นใยนี้ช่วยให้กรามล่างแต่ละข้างหมุนได้เล็กน้อยตามแกนยาว จึงแยกฟันล่างออกจากกัน (รูปที่ 9, 10) มุมกว้างที่สุดที่หาได้คือประมาณ 40º ความสามารถในการแยกฟันล่างเป็นสิ่งสำคัญในการเคี้ยว: ในขณะที่หนูแทะและกัด มันจะปรับการแยกฟันล่าง (Weijs 1975, Jolyet และ Chaker 1875 ตามที่รายงานใน Addison และ Appleton 1915)

ฟันกรามของหนูคือฟันบด 12 ซี่ที่อยู่ด้านหลังปาก พวกมันเป็นฟันกว้าง แบน และไม่มีสี ซึ่งจะบดอาหารให้เป็นเนื้อก่อนที่จะกลืนเข้าไป เมื่อหนูเคี้ยว กรามจะขยับกลับโดยที่ฟันกรามสัมผัสกันแต่ฟันไม่สัมผัสกัน ดังนั้น มีเพียงฟันกรามเท่านั้นที่มีส่วนร่วมในการเคี้ยว -- ฟันกรามจะไม่สัมผัสกันเมื่อหนูเคี้ยว

หนูมีฟันกรามสามชุด (ฟันกรามที่หนึ่ง ที่สอง และสาม) ฟันกรามซี่แรกจะปะทุในวันที่ 19 หลังคลอด ครั้งที่สองในวันที่ 21 หลังจากฟันกรามซี่ที่สองระเบิด หนูสามารถหย่านมได้ ฟันกรามซี่ที่สามมาในอีกสองสัปดาห์ต่อมา ที่ประมาณวันที่ 35-40 หนูจะมีฟันครบชุดเมื่ออายุ 6 สัปดาห์ และฟันกรามโต 125 วันจะช้าลงอย่างมาก หลังจากนี้ ฟันกรามจะยังคงเติบโตและสึกกร่อน แต่ในอัตราที่ช้าจนแทบจะมองไม่เห็น (Schour and Massler 1949)

แฮมสเตอร์และหนูเจอร์บิล

J. Jill Heatley, M. Camille Harris , in Manual of Exotic Pet Practice , 2552

กายวิภาคศาสตร์และสรีรวิทยาที่ไม่เหมือนใคร

หนูแฮมสเตอร์และหนูเจอร์บิลเป็นสัตว์ฟันแทะและมีฟันทั่วไป: I 1/1, C 0/0, PM 0/0, M 3/3 8 อัตราส่วนความยาวมงกุฎต่อความยาวฟันบนและฟันล่างคือ 1 : 3. 8 การไม่มีเขี้ยวและฟันกรามน้อยทำให้เกิดช่องว่างระหว่างฟันกรามและฟันกรามที่เรียกว่า ไดอะสเตมา ฟันกรามเป็นแบบเปิดและเติบโตอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่ฟันกรามไม่ได้รูตแบบเปิด หนูไม่สามารถเหงื่อออกหรือหอบได้ พวกมันกระจายความร้อนส่วนเกินออกทางหางและหูเป็นหลัก 8 ดังนั้น พวกมันจึงไวต่อความเครียดจากความร้อนและต้องการอุณหภูมิแวดล้อมที่ควบคุมได้ ทั้งหนูแฮมสเตอร์และหนูเจอร์บิลต่างก็มีความสัมพันธ์กัน การกำหนดเพศขึ้นอยู่กับระยะห่างที่เพิ่มขึ้นในเพศชาย ( รูปที่ 15-2 ) องคชาตของหนู รวมทั้งหนูแฮมสเตอร์และหนูเจอร์บิล มีบาคิวลัม (os องคชาติ) โดยทั่วไป พารามิเตอร์ทางกายวิภาคและสรีรวิทยาของหนูเจอร์บิลและหนูแฮมสเตอร์สีทองจะคล้ายกัน ( ตารางที่ 15-1 )

ทำไมหนูไม่มีถุงน้ำดีไม่เหมือนหนูตัวอื่น? - ชีววิทยา

หนูไม่สามารถอาเจียน พวกเขาเรอไม่ได้เช่นกัน และพวกเขาก็ไม่มีอาการเสียดท้อง หนูไม่สามารถอาเจียนได้ด้วยเหตุผลที่เกี่ยวข้องหลายประการ: (1) หนูมีสิ่งกีดขวางอันทรงพลังระหว่างกระเพาะอาหารและหลอดอาหาร พวกเขาไม่มีความแข็งแรงของกล้ามเนื้อหลอดอาหารที่จะเอาชนะและเปิดสิ่งกีดขวางนี้ด้วยแรงซึ่งจำเป็นสำหรับการอาเจียน (2) การอาเจียนต้องการให้กล้ามเนื้อทั้งสองของไดอะแฟรมหดตัวโดยอิสระ แต่หนูไม่มีหลักฐานว่าสามารถแยกกิจกรรมของกล้ามเนื้อทั้งสองนี้ออกได้ (3) หนูไม่มีการเชื่อมต่อทางประสาทที่ซับซ้อนภายในก้านสมองและระหว่างก้านสมองกับอวัยวะภายในที่ประสานกับกล้ามเนื้อจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการอาเจียน

หน้าที่หลักของการอาเจียนคือการขับสารพิษออกจากร่างกาย หนูไม่สามารถอาเจียนได้ แต่พวกมันมีกลยุทธ์อื่นๆ ในการป้องกันตัวเองจากสารพิษ กลยุทธ์หนึ่งคือการเรียนรู้การหลีกเลี่ยงอาหารที่มีความละเอียดอ่อนมาก เมื่อหนูค้นพบอาหารชนิดใหม่ พวกมันจะได้ลิ้มรสอาหารเล็กน้อย และถ้ามันทำให้พวกมันป่วย พวกมันก็จะหลีกเลี่ยงอาหารนั้นอย่างระมัดระวังในอนาคต โดยใช้ประสาทสัมผัสที่เฉียบแหลมของกลิ่นและรส อีกวิธีหนึ่งคือ pica การบริโภควัสดุที่ไม่ใช่อาหาร (โดยเฉพาะดินเหนียว) เพื่อตอบสนองต่ออาการคลื่นไส้ ดินเหนียวจับสารพิษบางชนิดในกระเพาะ ซึ่งช่วยเจือจางผลกระทบของสารพิษต่อร่างกายของหนู

การอาเจียนหรือการอาเจียนเป็นปฏิกิริยาสะท้อนกลับของการขับอาหารในกระเพาะอาหารออกทางปากอย่างแรงโดยการเกร็งของกล้ามเนื้อที่ประสานกัน

หนึ่งในหน้าที่หลักของการอาเจียนคือการกำจัดสารพิษออกจากร่างกาย ร่างกายมีแนวการป้องกันสารพิษหลายลำดับชั้น (Davis et al. 1986):

แนวป้องกันแรก: การหลีกเลี่ยงอาหารบางชนิดเนื่องจากกลิ่นหรือรสชาติ
แนวป้องกันที่สอง: การตรวจหาสารพิษในลำไส้ตามด้วยอาการคลื่นไส้ (ป้องกันการบริโภคเพิ่มเติม) และการอาเจียน (ล้างร่างกายของสารพิษที่กินแล้ว)
แนวป้องกันที่สาม: การตรวจจับสารพิษในระบบไหลเวียนโลหิตโดยเซ็นเซอร์ในระบบประสาทส่วนกลาง ตามด้วยอาเจียน

กลไกการอาเจียนของมนุษย์

การอาเจียนเป็นชุดที่ซับซ้อนของการกระทำของกล้ามเนื้อที่ประสานกัน ซึ่งควบคุมโดยกลุ่มของนิวเคลียสในก้านสมอง โดยพื้นฐานแล้วกล้ามเนื้อรอบ ๆ ตัวจะกดทับอย่างแรงและหลอดอาหารก็เปิดออก ผลที่ได้คือเนื้อหาของกระเพาะอาหารถูกขับออกจากปากอย่างแรง (รูปที่ 1)

รูปที่ 1 การสะท้อนอารมณ์ในมนุษย์ (a) ระบบย่อยอาหารที่เหลือและ (b) ระบบย่อยอาหารในระหว่างการสะท้อนกลับ ไดอะแฟรมสร้างแรงกดดันต่อกระเพาะอาหาร หลอดอาหารเปิดออก และเนื้อหาในกระเพาะอาหารถูกขับออกอย่างแรงเข้าไปในหลอดอาหารและออกจากปาก

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ในระหว่างการอาเจียน กล้ามเนื้อของช่องท้องและหน้าอกจะหดตัว และกะบังลมจะหดเกร็งลงและเข้าด้านใน ซึ่งล้วนสร้างแรงกดดันต่อกระเพาะอาหาร ในระยะต่อไป ไดอะแฟรมที่ล้อมรอบหลอดอาหารจะคลายตัว จึงช่วยเปิดหลอดอาหารได้ กล้ามเนื้อตามยาวของหลอดอาหารหดตัว ทำให้เกิดรอยต่อระหว่างกระเพาะอาหารและหลอดอาหาร แรงกดดันบังคับให้สิ่งที่อยู่ในกระเพาะอาหารขึ้นไปในหลอดอาหารและออกจากปาก (สำหรับบทวิจารณ์ที่มีรายละเอียดมากขึ้น โปรดดูที่ Brizzee 1990, Lang และ Sarna 1989, Miller 1999)

หนูถือเป็นสัตว์ที่ไม่อาเจียน (เรียกอีกอย่างว่า nonemetic ) (Hatcher 1924) หนูไม่อาเจียนเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณที่ทำให้อาเจียนในสัตว์อื่น เช่น ยาระบาย ยาพิษ อาการเมารถ และการฉายรังสี (เช่น Takeda et al. 1993) หนูยังไม่เรอและแทบไม่มีอาการกรดไหลย้อน (อิจฉาริษยา)

สำรอกกับอาเจียน

หนูไม่สามารถอาเจียนได้ แต่จะสำรอกออกมาเป็นบางครั้ง การสำรอกแตกต่างจากการอาเจียน การอาเจียนเป็นการขับของในกระเพาะอาหารออกจากปากอย่างแรง การอาเจียนเป็นกระบวนการที่กระฉับกระเฉง: เป็นปฏิกิริยาตอบสนองที่ซับซ้อนและทรงพลังซึ่งต้องอาศัยการประสานกันของกล้ามเนื้อหลายส่วน ในทางตรงกันข้าม การสำรอกคือการไหลของอาหารในกระเพาะที่ไม่ได้ย่อยกลับเข้าไปในหลอดอาหารแบบพาสซีฟและง่ายดาย การสำรอกเกิดขึ้นโดยไม่มีการหดตัวของช่องท้องอย่างรุนแรง

มีรายงานอย่างน้อยหนึ่งฉบับเกี่ยวกับหนูสำลักในกระเพาะอาหารที่สำรอกออกมา (Will et al. 1979) จากการชันสูตรพลิกศพพบว่าเนื้อหาในกระเพาะอาหารที่สำรอกออกมา ( regurgitant ) พบว่ามีความหนาและซีดขาว พวกมันถูกบรรจุเข้าไปในคอหอย กล่องเสียง และหลอดอาหารของหนู การกระทำของลิ้นได้อัดสารที่สำลักเข้าไปในปลั๊ก ทำให้เกิดการสำลัก ลิ้นของหนูยังขาดหรือฟกช้ำจากการพยายามที่จะเอาวัสดุออกโดยการเคี้ยวหรือกรงเล็บ การสำรอกพบได้บ่อยในหนูที่ได้รับอาหารก้อนโตมากกว่าอาหารปกติ และพบได้บ่อยในผู้หญิงมากกว่าผู้ชาย

การกระทำอื่นๆ ที่อาจคล้ายกับการอาเจียน แต่ไม่ใช่

กลืนลำบาก สำลัก : หนูอาจมีปัญหาในการกลืนรายการอาหาร. หนูที่มีปัญหาในการกลืนอาหารอาจตั้งใจเกร็ง ดึงคางลงไปที่คอและทำให้หูเรียบ เขาอาจน้ำลายไหล อุ้งเท้าปาก และถูปากบนพื้นผิวบริเวณใกล้เคียง หนูส่วนใหญ่ยังสามารถหายใจผ่านสิ่งนี้ได้ (หนูสำลักจริง ๆ นั้นหายาก) และทำให้อาหารออกมาเองได้ทันเวลา แต่ในกรณีที่ร้ายแรงอาจต้องได้รับความช่วยเหลือจากสัตวแพทย์

การกลืนลำบากอาจดูเผินๆ คล้ายกับการอาเจียน เนื่องจากอาหารแปรรูปบางส่วนอาจกลับออกจากปากได้ แต่ไม่ใช่การอาเจียนซึ่งเป็นการขับออกของอาหารในกระเพาะอาหารที่มีพลัง รวดเร็ว ประสานกัน และสะท้อนกลับ

หายใจลำบาก : หนูอาจสำลัก สำลัก หรือหายใจลำบากผ่านสารที่เป็นฟองสีครีมหรือสีน้ำตาลแทน โฟมนี้ไม่ได้ทำมาจากส่วนประกอบในท้อง แต่เป็นเมือกที่ดึงออกมาจากปอดซึ่งถูกตีให้เป็นฟอง โฟมนี้เป็นอาการของปัญหาระบบทางเดินหายใจ ไม่สำรอกหรืออาเจียน (pers comm B. Mell D.V.M., 2004)

รูปที่ 2 แผนภาพของกระเพาะของหนู ดัดแปลงจากมัวร์ 2000

กระเพาะของหนูมีสองส่วน (Robert 1971):

Forestomach : ผนังบางไม่มีต่อมรับหลอดอาหารและทำหน้าที่เป็นช่องเก็บอาหาร ผนังของมันคล้ายกับของหลอดอาหาร
คอร์ปัส : ส่วนต่อมผนังหนา ผนังของมันมีต่อมหลั่งที่ผลิตเอนไซม์ย่อยอาหารและเมือก การย่อยอาหารเริ่มต้นในคลังข้อมูล กล้ามเนื้อหูรูดที่ส่วนไพลอริกควบคุมการเคลื่อนไหวของอาหารจากคลังข้อมูลไปยังลำไส้ (โดยเฉพาะลำไส้เล็กส่วนต้น)

รูปที่ 3 แผนภาพของกระเพาะหนูเปิดออกตามส่วนโค้งของกระเพาะที่มากขึ้น ดัดแปลงจากโรเบิร์ต 1971

Forestomach และ corpus แยกจากกันด้วยเนื้อเยื่อพับต่ำที่เรียกว่าสันลิมิเต็ด (margo plicatus) สันจำกัดขยายจากส่วนโค้งขนาดใหญ่ของท้องไปจนถึงส่วนโค้งเล็กๆ ใต้หลอดอาหารเพียงเล็กน้อย ที่หลอดอาหาร แนวสันเขาโค้งงอเป็นรูปตัว U และเกือบจะล้อมรอบช่องเปิดของหลอดอาหาร (Luciano และ Reale 1991, Robert 1971, Botha 1958) (รูปที่ 3)

รูปที่ 4 แผนภาพของ crural sling และมัดกล้ามเนื้อของกล้ามเนื้อหูรูดหลอดอาหารซึ่งประกอบขึ้นเป็นอุปสรรคของ gastroesophageal และมีหน้าที่ในการปิดหลอดอาหาร ดัดแปลงมาจาก Montedonico et al. 1999ก.

หลอดอาหารของหนูแรทมีกล้ามเนื้อลาย 2 ชั้น (ตามยาวด้านนอกและด้านในเป็นวงกลม) ซึ่งจะเรียบขึ้นใกล้กับจุดยึดกับกระเพาะ หลอดอาหารถูกปิดออกจากกระเพาะอาหารโดยแผงกั้นทางเดินอาหาร ซึ่งประกอบด้วย crural sling , กล้ามเนื้อหูรูดหลอดอาหารส่วนล่าง และหลอดอาหารในช่องท้องหลายเซนติเมตรที่อยู่ระหว่างพวกมัน (Soto et al. 1997 รูปที่ 4) มนุษย์ยังมีสลิงกระดูกงูและกล้ามเนื้อหูรูดของหลอดอาหารด้วย แต่เราวางทับกัน (Mittal 1993) ในหนู พวกมันจะถูกคั่นด้วยหลอดอาหารในช่องท้องหลายเซนติเมตร (Soto et al. 1997.)

สลิง crural เป็นส่วนหนึ่งของไดอะแฟรม (รูปร่างภายนอกต่อเนื่องกับไดอะแฟรม) เป็นมัดของเส้นใยรูปตัวยูที่พันรอบหลอดอาหารและยึดติดกับกระดูกสันหลัง เมื่อ crural sling หดตัว มันจะบีบหลอดอาหารให้ปิด

กล้ามเนื้อหูรูดหลอดอาหารเป็นกล้ามเนื้อวงกลมที่ล้อมรอบฐานของหลอดอาหาร ที่ขอบด้านล่าง มีเส้นใยกล้ามเนื้อที่สอดเข้าไปในสันเขาจำกัด (รูปที่ 4) ดังนั้นเมื่อกล้ามเนื้อหูรูดหดตัว ไม่เพียงแต่ทำให้ผนังหลอดอาหารหดตัวเท่านั้น แต่ยังดึงด้านข้างของ "U" ของสันเขาที่จำกัดเข้าหากัน ดังนั้นจึงซ่อนและปิดช่องเปิดหลอดอาหารอย่างแน่นหนา (Montedonico et al. 1999b, McKirdy and Marshall 2001, โบทา 1958) (รูปที่ 5)

รูปที่ 5. แผนภาพของสันจำกัดและการเปิดหลอดอาหารในกระเพาะของหนูเมื่อ (ก) เปิดและ (ข) ปิด ดัดแปลงมาจาก Montedonico et al. (1999b).

หนังสือเรียนกายวิภาคของหนูมักกล่าวถึงในหนังสือว่าหนูไม่สามารถอาเจียนได้ พวกเขามีแนวโน้มที่จะเกี่ยวข้องกับสันเขาที่ จำกัด หรือการขาดกล้ามเนื้อลายในหลอดอาหารของหนูและบางครั้งทั้งคู่ (Fox et al. 2002, Haschek และ Rosseaux 1998, Moore 2000, Rice and Fish 1994, Turton et al. 1998) แต่สิ่งเหล่านี้ หนังสือเรียนไม่ได้ลงรายละเอียดว่าลักษณะกายวิภาคของหนูเหล่านี้ป้องกันหนูจากการอาเจียนได้อย่างไร หรือมีลักษณะอื่นๆ ที่เกี่ยวข้อง

เมื่อมองลึกลงไปในวรรณกรรมทางวิทยาศาสตร์ ฉันพบเรื่องราวที่ซับซ้อนเกี่ยวกับสาเหตุที่หนูไม่สามารถอาเจียนได้:

หนูมีสิ่งกีดขวางทางเดินอาหารหลอดอาหารที่ทรงพลังและมีประสิทธิภาพ ซึ่งประกอบด้วย crural sling, กล้ามเนื้อหูรูดของหลอดอาหาร และเซนติเมตรของหลอดอาหารในช่องท้อง (ดูด้านบน) ความดันที่ปลายทั้งสองของสิ่งกีดขวางนี้สูงกว่าความดันที่พบในทรวงอกหรือช่องท้องมากในช่วงใดๆ ของวัฏจักรการหายใจ (Montedonico et al. 1999b) ความแรงและความกดดันของสิ่งกีดขวางนี้ทำให้กรดไหลย้อนในหนูแทบจะเป็นไปไม่ได้เลยภายใต้สภาวะปกติ (Montedonico et al. 1999a) แม้ว่า Will et al. (1979) บันทึกอัตราการสำรอกต่ำ

หนูจะต้องเอาชนะบาเรียอันทรงพลังนี้เพื่อที่จะอาเจียนออกมา หลักฐานแสดงให้เห็นว่าหนูไม่สามารถทำได้เพราะ (1) ไม่สามารถเปิดสลิงได้ในเวลาที่เหมาะสม และ (2) ไม่สามารถเปิดหูรูดของหลอดอาหารได้ นอกจากนี้ (3) หนูขาดการเชื่อมต่อทางประสาทที่จำเป็นในการประสานกล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการอาเจียน

(1) หนูไม่สามารถคลายสลิงของ crural ในขณะที่หดตัวไดอะแฟรมที่เหลือ กะบังลมมีกล้ามเนื้อสองมัด: กระดูกซี่โครง (เส้นใยกล้ามเนื้อติดกับกระดูกสันหลัง เรียกว่า crural sling) และกระดูกซี่โครง (เส้นใยกล้ามเนื้อที่ติดกับซี่โครง) หลอดอาหารจะลอดผ่านสลิง crural sling ดังนั้นเมื่อ crural diaphragm หดตัว หลอดอาหารจะถูกบีบปิด

ในช่วงที่มนุษย์อาเจียนออก กิจกรรมของกล้ามเนื้อกะบังลมทั้งสองนี้จะแตกต่างกัน ส่วนกระดูกซี่โครงหดตัว สร้างแรงกดดันต่อกระเพาะอาหาร ในขณะที่ส่วนกระดูกซี่โครงคลายตัว ปล่อยให้เนื้อหาในกระเพาะอาหารผ่านเข้าไปในหลอดอาหาร (ทบทวนใน Pickering and Jones 2002) อย่างไรก็ตาม หนูไม่แยกกิจกรรมของไดอะแฟรมทั้งสองส่วนนี้ออกจากกัน: พวกมันจะไม่คลายส่วนที่เป็นกระดูกอ่อนในขณะที่หดตัวส่วนกระดูกซี่โครง กล้ามเนื้อทั้งสองหดตัวหรือคลายตัวพร้อมกัน (Pollard et al. 1985) หนูไม่สามารถแยกและเลือกควบคุมกล้ามเนื้อกะบังลมทั้งสองของมันได้ จึงมีบทบาทสำคัญในการไม่สามารถอาเจียนได้ หนูไม่สามารถกดดันท้องตามที่จำเป็นและเปิดสลิงใต้กระดูกเพื่อให้อาหารหลุดออกไปพร้อม ๆ กัน .

(2) หนูไม่สามารถเปิดหูรูดของหลอดอาหารได้ ในมนุษย์ กล้ามเนื้อหูรูดของหลอดอาหารจะเปิดออกในระหว่างการอาเจียนโดยใช้กล้ามเนื้อตามยาวของหลอดอาหาร (Lang and Sarna 1989) วิธีนี้จะช่วยให้ขับอาหารในกระเพาะอาหารออกไปได้ในขณะอาเจียน อย่างไรก็ตาม หนูมีกล้ามเนื้อตามยาวที่บางและอ่อนแอเท่านั้น ซึ่งไม่ได้แยกส่วนตรงที่ติดกับกระเพาะ มันอ่อนแอเกินไปที่จะเปิดกล้ามเนื้อหูรูดและอนุญาตให้มีการอพยพของเนื้อหาในกระเพาะอาหาร (Steinnon 1997)

(3) หนูขาดการเชื่อมต่อทางประสาทที่จำเป็นภายในสมองและระหว่างสมองกับอวัยวะภายใน สปีชีส์ของสัตว์ที่อาเจียนมี "ศูนย์กลางการอาเจียน" ในก้านสมอง ซึ่งประกอบด้วยนิวเคลียสที่เชื่อมต่อถึงกันหลายนิวเคลียสที่ประสานกล้ามเนื้อจำนวนมากที่เกี่ยวข้องกับการอาเจียน (ดู Borison และ Wang 1953) สัตว์ที่ไม่อาเจียนเช่นหนูและกระต่ายมีนิวเคลียสของก้านสมองและระบบกล้ามเนื้อที่ใช้ในการอาเจียน แต่ไม่มีการเชื่อมต่อที่ซับซ้อนระหว่างนิวเคลียสหรือระหว่างก้านสมองกับอวัยวะภายในที่จำเป็นสำหรับการประสานงานดังกล่าว พฤติกรรม (กษัตริย์ 1990).

ทำไมหนูอาเจียนไม่ได้ และทำไมหนูถึงอาเจียนออกมาแทน

เป็นประโยชน์หรือไม่ที่หนูจะอาเจียนออกมาไม่ได้?

ยังไม่มีการวิจัยเชิงประจักษ์ว่าการไม่สามารถอาเจียนได้เป็นประโยชน์ต่อหนูในทางใดทางหนึ่งหรือไม่ เดวิสและคณะ (1986) เสนอการเก็งกำไรที่น่าสนใจในหัวข้อนี้อย่างไรก็ตาม จำไว้ว่าเดวิสและคณะ เสนอว่ามีการป้องกันสารพิษตามลำดับชั้น (หลีกเลี่ยงอาหารครั้งแรก จากนั้นตรวจหาสารพิษในลำไส้ และสุดท้ายตรวจพบสารพิษในกระแสเลือด ตามด้วยอาเจียน) เดวิสและคณะ สังเกตว่าหนูมีประสาทสัมผัสในการดมกลิ่นและรสชาติที่ไวมาก (Roper 1984) หนูใช้ประสาทสัมผัสในการดมกลิ่นและรสในการหลีกเลี่ยงอาหารที่ทำให้รู้สึกไม่สบายในอดีต (Garcia et al. 1966, Rozin and Kalat 1971) ในความเป็นจริง หนูหลีกเลี่ยงอาหารเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณที่ทำให้อาเจียนในสายพันธุ์อื่น (Coil and Norgren 1981) ดังนั้นหนูที่หลีกเลี่ยงอาหารที่ทำให้รู้สึกไม่สบายไม่ควรกินอาหารในปริมาณที่อาจทำให้ตายได้ในอนาคต

เดวิสและคณะ สันนิษฐานว่าเนื่องจากหนูมีแนวป้องกันแรกที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีจากสารพิษ (การหลีกเลี่ยงอาหารแบบมีเงื่อนไข) แนวป้องกันต่อมาของหนู (อาเจียนเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณในกระเพาะอาหารหรือระบบไหลเวียนโลหิต) กลายเป็นสิ่งซ้ำซ้อนและหายไปตามกาลเวลา หนูสามารถตรวจจับสารพิษในกระเพาะได้ (Clarke and Davison 1978) และในระบบไหลเวียน (Coil and Norgren 1981) แต่พวกมันไม่ตอบสนองด้วยการอาเจียน แต่จะหลีกเลี่ยงอาหารนั้นในอนาคต ตามทฤษฎีแล้ว หนูสูญเสียความสามารถในการอาเจียนเพราะไม่ต้องการมันอีกต่อไป หนูไม่เคยกินอาหารเป็นพิษในปริมาณมากตั้งแต่แรก

อย่างไรก็ตาม ทฤษฏีทางเลือกอื่นคือ หนูพัฒนาการหลีกเลี่ยงอาหารที่มีความไวสูงเพื่อชดเชยการที่ไม่สามารถอาเจียนได้ มันสมเหตุสมผลแล้วที่หนูจะหลีกเลี่ยงการกินอาหารที่เป็นพิษอย่างถี่ถ้วนหากไม่สามารถกำจัดมันได้ในภายหลัง ดังนั้นจึงอาจเป็นประโยชน์ที่หนูสามารถอาเจียนได้ แต่เนื่องจากการอาเจียนไม่ใช่ทางเลือกทางกายวิภาค หนูได้พัฒนาวิธีการอื่นๆ ในการป้องกันตัวเอง รวมถึงการหลีกเลี่ยงอาหาร

นอกจากนี้ หนูยังต้องการกลยุทธ์ในการจัดการกับสารพิษที่กินเข้าไป การหลีกเลี่ยงอาหารหนูไม่สามารถจะเข้าใจผิดได้ หนูมีอาการคลื่นไส้และมีวิวัฒนาการทางเลือกแทนการอาเจียน : pica การบริโภคสารที่ไม่มีคุณค่าทางโภชนาการ เมื่อหนูรู้สึกคลื่นไส้ พวกมันจะกินสิ่งต่างๆ เช่น ดินเหนียว ดินขาว (ดินเหนียวชนิดหนึ่ง) สิ่งสกปรก หรือแม้แต่เครื่องนอนที่เป็นไม้เนื้อแข็ง การบริโภคของพวกมันไม่ใช่แบบสุ่ม แม้ว่า: หนูเสนอส่วนผสมของกรวด ดิน และดินเหนียวหลังจากได้รับพิษชอบกินดินเหนียว (Mitchell 1976)

หนูมีส่วนร่วมใน pica เพื่อตอบสนองต่ออาการเมารถ (Mitchell et al. 1977a, b, Morita et al. 1988b), ยากระตุ้นอาการคลื่นไส้ (Mitchell et al. 1977c, Clark et al. 1997), การฉายรังสี (Yamamoto et al. 2002b) และหลังจากกินยาพิษ (Mitchell 1976) หรือยาระบาย (Takeda et al. 1993) อุบัติการณ์ของ pica ลดลงในการตอบสนองต่อยาแก้อาเจียน (Takeda et al. 1993) และยาป้องกันอาการเมารถ (Morita et al. 1988a) พิก้าในหนูจึงคล้ายคลึงกับการอาเจียนในสายพันธุ์อื่น

การบริโภคสารที่ไม่มีคุณค่าทางโภชนาการอาจเป็นการตอบสนองแบบปรับตัวต่ออาการคลื่นไส้ อาการคลื่นไส้มักเกิดจากสารพิษ และสารที่ไม่ใช่สารอาหารอาจช่วยเจือจางผลกระทบของสารพิษต่อร่างกาย ดินเหนียวโดยเฉพาะจับและยับยั้งสารเคมีหลายชนิด ดังนั้นจึงสามารถกำจัดสารพิษได้ดี (เช่น Philips et al. 1995, Philips 1999, Sarr et al. 1995) ดังนั้น Pica จึงอาจเป็นส่วนหนึ่งของแนวป้องกันที่สองของหนูจากสารพิษ

วิวัฒนาการของพฤติกรรมได้รับการศึกษาโดยการตรวจสอบและเปรียบเทียบพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิต (ดู Martins 1996 สำหรับข้อมูลเพิ่มเติม) จากนั้นพฤติกรรมจะถูกจับคู่เข้ากับสายวิวัฒนาการหรือ "แผนภูมิต้นไม้ครอบครัว" เชิงวิวัฒนาการของสายพันธุ์เหล่านั้น จากนั้นจึงสรุปได้ว่าเมื่อใดที่ลักษณะพฤติกรรมเฉพาะปรากฏขึ้นในอดีต ตัวอย่างเช่น หากกลุ่มของสปีชีส์ที่เกี่ยวข้องมีพฤติกรรมแบบเดียวกัน บรรพบุรุษร่วมของพวกมันก็อาจมีเช่นกัน หากมีเพียงสปีชีส์เดียวในกลุ่มที่มีพฤติกรรมเฉพาะ พฤติกรรมนั้นก็อาจไม่มีอยู่ในบรรพบุรุษร่วม แต่วิวัฒนาการต่อมาในสปีชีส์นั้นเท่านั้น

ยังไม่มีการศึกษาเปรียบเทียบในวงกว้างที่เกี่ยวข้องกับสัตว์หลายสิบชนิดสำหรับการอาเจียน อันที่จริง เป็นเรื่องยากเล็กน้อยที่จะตัดสินว่าการอาเจียนในอาณาจักรสัตว์เป็นอย่างไร: Hatcher (1924) กล่าวว่าความสามารถในการอาเจียนนั้นเป็นลักษณะดั้งเดิมที่พบได้ทั่วไป และหลายสายพันธุ์ทำได้ Harding (1990), however, states that very few species are capable of vomiting. Until a survey of many different species is done, we won't know the answer for sure.

A survey of the literature shows that information on vomiting does exist for a few species (Table 1).

Human-like rats

Kanzi, a 39-year-old bonobo, became well-known for his language skills. He can communicate using hundreds of symbols that correlate to words.

For the first experiment, Keysers and his team trained 24 rats of both sexes to push two different levers that produced a treat, until the animals developed a preference for one lever. At that point, scientists changed the experiment so that when a rat pressed its favorite lever and got his candy, a neighboring rat would get a shock to the foot.

When nine of the rats heard their fellow rats squeak in protest, they immediately stopped pushing the preferred lever and switched to the less-preferred one, which still delivered candy.

The study rats showed a range of responses to the experiment, which surprised Keysers. For instance, one rats stopped using either of the levers once it registered the first shock, apparently distressed, and other rats seemed indifferent either way, he says. Such variability is “also exciting, suggesting that we might have similarities with individual differences in humans.”

Also like humans, rats had limits to their empathy. When the experiment was repeated with a reward of three candies, the rats that had previously switched levers and avoided harming their neighbors stopped doing so. (Discover why rats show regret.)

“I really thought that was amusing, but it also has the ring of honesty and truth to it,” says Peggy Mason, a neurobiologist at the University of Chicago who was not involved with the study.

For the second part of the experiment, Keysers and his team used anesthesia to temporarily numb the anterior cingulate cortexes of the rats who had showed harm aversion. Intriguingly, when the experiment was repeated, these numbed rats stopped helping their neighbors.

Naked mole-rats practice coprophagy, the reingestion of feces, which helps them maximize their nutrient uptake.

No, they’re not playing dead. Napping mole-rats often sleep on their backs, upside down.

Unlike most other mammals, they have trouble maintaining a steady body temperature and will huddle together to share warmth — even though their burrow temperature averages around 86 degrees Fahrenheit!

Don't miss the debut of the Smithsonian's National Zoo's new Naked Mole-rat Cam on Friday, Aug. 31! The Zoo's naked mole-rat exhibit opens to the public on Saturday, Sept. 1.

Researchers Find Yet Another Reason Why Naked Mole-Rats Are Just Weird

Say what you will about naked mole-rats, but their bodies have a trick that lets them survive periods of oxygen deprivation.

Roland Gockel/Max Delbruck Center for Molecular Medicine

Animals, especially mammals, need oxygen to keep their bodies and brains humming along.

But leave it to the African naked mole-rat to buck that trend. The rodents are bizarre in just about every way. They're hairless, ground-dwelling and cold-blooded despite being mammals. Now, scientists report in the journal ศาสตร์ that the animals are capable of surviving oxygen deprivation.

"They have evolved under such a different environment that it's like studying an animal from another planet," says Thomas Park, a neuroscientist at the University of Illinois at Chicago.

He and his colleagues knew that naked mole-rat bodies work differently than those of other mammals.

For example, instead of generating their own heat, they regulate body temperature by moving to warmer or cooler tunnels, which lowers the amount of energy they need to survive. They're also known to have what Park calls "sticky hemoglobin," which allows them to draw oxygen out of very thin air. And because they live underground in large social groups, they're used to breathing air that's low in oxygen and high in carbon dioxide.

Park and his colleagues wondered if they animals had another trick up their (nonexistent) sleeves for handling such extreme conditions.

"We were thinking, 'Gee, if you put all these things to bear on the problem of surviving in low oxygen, just how far can you go?' " Park says. "And the naked mole-rats surprised everybody, I think."

To start out, he and his colleagues tested how well the mole-rats fared in a chamber with only 5 percent oxygen, which is about a quarter of the oxygen in the air we breathe, and can kill a mouse in less than 15 minutes.

They watched closely, ready to pull the mole-rats out at the first sign of trouble.

"So we put them in the chamber and after five minutes, nothing. No problems," Park says. An hour later, there were still no problems.

Five hours later, the researchers were tired and hungry and ready to go home, but the mole-rats could've kept chugging along.

"Oh, I think so," says Park. "They had more stamina than the researchers."

The animals had slowed down a bit, he says, but were awake, walking around and even socializing.

"They looked completely fine," he says.

Next, the researchers decided to see how the mole-rats dealt with zero percent oxygen.

"And that was a surprise, too," he says.

Such conditions can kill a mouse in 45 seconds.

The four mole-rats involved in this leg of the study passed out after about 30 seconds, but their hearts kept beating and — a full 18 minutes later — the mole-rats woke up and resumed life as usual when they were re-exposed to normal air. (The three mole-rats that were exposed for 30 minutes, however, died.)

According to Park and colleagues across three continents, the rodents do have a trick up their sleeves.

Most mammals, including humans, run on glucose, which is a sugar that the digestive system gets from our food and turns into energy to keep our bodies warm and our brains running. But the process of taking that sugar and turning it into energy requires oxygen. Without oxygen, the body can't create energy, and without energy, cells die.

When the researchers looked at tissue samples taken from the mole-rats at various times during the oxygen deprivation, they noticed a spike in levels of another sugar, fructose, about 10 minutes in.

"We weren't looking for it, but bang, fructose goes way up in the blood and then it goes way up in the organs and it gets used by heart and brain," Park says.

The naked mole-rats appear to have the option of switching fuels from glucose, which requires oxygen to create energy, to fructose, which doesn't.

(It's the same "fructose" as the one in "high-fructose corn syrup," an ingredient implicated in a number of health problems in humans. "Normally we think of it as a bad thing," Park says.)

Humans are capable of storing and using fructose in the liver and kidney, but as Park explains, we don't have enough of the correct enzyme to create energy directly from fructose. Nor do we have enough of the proteins necessary to move fructose molecules into the cells of vital organs. Our cells have to convert it into glucose in order to use it.

The cells in the brain, heart, liver and lungs of naked mole-rats are all outfitted with proteins that moves fructose into the cells, and with the right enzyme to create energy from it.

"They have a social structure like insects, they're cold-blooded like reptiles, and now we found that they use fructose like a plant," Park says.

Some fish and turtles manage to manage to survive without oxygen for months, sealed in frozen ponds and lakes.

But Jay Storz, an evolutionary physiologist at the University of Nebraska who researches how animals adapt to extreme conditions, says those creatures still use glucose to fuel themselves. They just drastically reduce their energy needs.

The naked mole-rat's ability to switch tracks to a different metabolic fuel is really surprising. "They're doing something that really has not been described before for any vertebrate animal," Storz says. "They're basically using an alternative fuel."

One question for future research, he says, is how the animals manage to get rid of lactate, a molecule that builds up during anaerobic metabolism and can alter blood chemistry.

Park and Storz hope that the finding about naked mole-rats could someday help develop a way to aid patients suffering from oxygen deprivation from something like a heart attack or stroke.

"It would be great if we could beef up the fructose pathway in those patients and extend the amount of time that they have to get to a health care situation," Park says.

Storz imagines mole-rats aren't the only extreme animals with potential clues to alleviating human medical problems.

"There are probably a lot of other animals out there that are doing equally bizarre things," Storz says. "There's a lot of research and development that evolution has done, and we just have to figure out ways to capitalize on that."

The key difference between rat and human digestive system is that rat digestive system does not have a gallbladder while human digestive system has a gallbladder. Another difference between rat and human digestive system is the fermentation chamber to digest seeds containing cellulose. Rats have a fermentation chamber to digest cellulose while humans do not have a fermentation chamber. Moreover, the human digestive system is physically large compared to the systems in rats. Rats have a specialized digestive system, whereas humans have a simple system. This is another important difference between rat and human digestive system.

Year Of The Rat: Furry Creatures Are Misunderstood, Vet Says

It&rsquos the Chinese Year of the Rat, and if there&rsquos ever been an animal that needed a total image makeover, it&rsquos the rat.

Many people loathe rats and associate them with disease and filth &ndash hardly a four-star recommendation for the furry creatures. But the truth is, they are highly intelligent animals, have been amazingly beneficial in medicine and can be very affectionate pets, says a Texas A&M University veterinarian and rat expert.

Dr. Kristina Kalivoda, a small animal instructor in the College of Veterinary Medicine & Biomedical Sciences, believes rats are among the most misunderstood of all animals and are not the horror from the sewer people tend to think they are.

&ldquoRats are very smart and are known for their problem-solving skills,&rdquo says Kalivoda, an admitted rat fan.

&ldquoMany people believe they are nasty, filthy creatures, and that&rsquos not true at all. In fact, rats wash themselves several times a day, about as often as most cats.&rdquo

The name itself poses a rat problem.

Rats are rodents, and rodent comes from the Latin word meaning &ldquoto gnaw.&rdquo Rats do like to chew and they are constantly searching for food. They tend to live where humans live for two reasons &ndash food and shelter.

They have been parodied by Hollywood &ndash who can forget James Cagney&rsquos immortal line, &ldquoYou dirty rat!&rdquo &ndash while last year&rsquos hit film Ratatouille showed the humorous side of the creatures, and Disney&rsquos Mickey Mouse has been appealing for decades, as have Tom and Jerry.

Comedian David Letterman often jokes about New York City&rsquos countless rats, bragging that &ldquoour rats can whip your honor students.&rdquo

Their lifespan is between 1-3 years
They have no gallbladder
Rats have a bellybutton
Rats can&rsquot vomit
They are prolific breeders: A pair of rats can produce 15,000 descendants in their lifetime, and female rats spend almost their entire lives pregnant
Rat teeth are incredibly strong and can chew through walls, plumbing and even concrete.
Rats come in different colors such as silver, blond, grey, black and albino. Some have short ears and some have floppy ears
The largest rat, the African rat, can be 3 feet in length &ndash about the size of a small dog
Rats are expert swimmers
Rats can laugh and do so with a high chirping sound when amused.

&ldquoRats are very smart and they can figure out things quickly,&rdquo Kalivoda adds. &ldquoIf you put them in a maze, they can find their way out in no time at all. They are social creatures and can be very affectionate. They are also easily trained and many can do tricks.&rdquo

The difference between a rat and a mouse, Kalivoda explains, is size. Rats are much larger than mice, often three to four times as large, and mice don&rsquot live as long as rats.

Despite their frisky mannerisms, many rats have internal health issues, mainly cancerous tumors. Kalivoda says rats often develop mammary tumors or other cancers, and rats also frequently suffer from respiratory illnesses.

But their benefits in medicine have been phenomenal. In research laboratories around the world, rats have contributed to more cures than any other animal, and in that regard, have no doubt saved millions of lives.

&ldquoIn my opinion, rats do a get a bad rap,&rdquo Kalivoda believes.

&ldquoI can tell you firsthand that rats can make great, fun pets. A lot of people have rats as pets, and they will tell you they&rsquore the best pets they&rsquove ever had.&rdquo

ที่มาของเรื่อง:

วัสดุที่จัดทำโดย Texas A&M University. หมายเหตุ: อาจมีการแก้ไขเนื้อหาสำหรับรูปแบบและความยาว

Why rats can’t vomit, and how they make up for it

Sure, vomiting can be gross, but it’s also an essential survival reflex that’s saved countless lives. Humans are very fortunate to able to vomit, unlike other species like rats. They don’t burp or experience heartburn, either. In fact, it seems like rats have little to any reflexes — not the kind that saves your gut from poisons, bad drugs, motion sickness, radiation or hearing Donald Trump talk on television.

What's vomiting

Vomiting, or emesis, is the reflexive act of ejecting stomach contents forcefully through the mouth by coordinated muscular contractions.

Vomiting, or emesis as doctors call it medically, is the body’s reflex of ejecting stomach contents forcefully through the mouth. Vomiting is แตกต่าง from regurgitation. Unlike regurgitation which is a passive, effortless expulsion of the stomach’s content, vomiting is an active reflex which involves complex muscle coordination. Occasionally rats will regurgitate, but they can’t vomit.

In humans, the vomiting signal is triggered by a group of nuclei in the brainstem. This instructs the muscles surrounding the stomach to contract, the diaphragm to spasm inward and downward, and the esophagus to open.

By lacking gut reflexes, rats may have trouble swallowing food. At times, a rat might seem like it’s choking, straining intently by pulling the chin down toward the throat and flatting the ears. The rats are still able to breathe though and true choking is very rare. Sometimes, a rat will expel some of the swallowed food, but that’s not vomiting.

The body's protection system against toxins

First line of defense: Avoidance of certain foods due to smell or taste cues

Second line of defense: Detection of toxins ใน ไส้ followed by nausea (prevents further consumption) and vomiting (purges the body of already ingested toxin)

Third line of defense: Detection of toxins ใน circulation by a sensor in the central nervous system, also followed by vomiting.

Biologically, a rat is unable to vomit because of a powerful and effective gastroesophageal barrier, research shows. This barrier consists of crural sling, the esophageal sphincter, and the intra-abdominal esophagus. Researchers found that the pressure at the two ends of this barrier is greater than the pressure found in the thorax during any phase of the breathing cycle. This pressure, thus, makes it impossible for rats to reflux.

More specifically, rats are unable to vomit because they can not open the crural sling at the right time. Rats also lack the neural wiring required to coordinate the muscles involved in vomiting mentioned earlier.

While they do lack the ability to vomit, an integral part of many species’ defence mechanisms against toxins, rats seem to have adapted by strengthening their first line of defence. Researchers note that rats have a very keen sense of smell and taste and will easily avoid foods which might cause a vomiting response in other species. Some speculate that vomiting has become redundant and lost over time because rats seem to avoid dangers at the hand of toxins so well. Alternatively, rats developed a hyper-sensitive food avoidance to compensate for the inability to vomit. It’s not clear at the moment which came first.

Rat toxin avoidance isn’t full proof, though (remember, rat poison!). At times, a rat will become intoxicated and experience nausea. Luckily, the rat developed an alternative to vomiting by consuming non-nutritive substances. This behaviour is called pica. When rats feel nauseous, they start eating things like clay, dirt, hardwood bedding, all sorts of materials they wouldn’t consider ingesting in normal conditions. These non-nutritive substances may help dilute the toxin’s effect, so pica can be thought of as part of the rat’s second line of defence.

As a parenthesis, some human communities also engage in pica practice. When researchers went to Madagascar to study 760 participants from the Makira Protected Area, they found 63 percent of adult males engaged in pica and amylophagy.

Other common animals that can’t vomit include rabbits, horses, guinea pigs or the Japanese quail. So, next time you throw up consider yourself blessed.