Improvvise rotazioni della testa e del collo negli esseri umani sono stati conosciuti per allungare e strappare i rivestimenti dei vasi sanguigni, producendo coaguli che possono rompersi e causare un’embolia mortale o ictus. I ricercatori dicono che queste lesioni sono all’ordine del giorno, spesso derivanti da incidenti automobilistici di colpo di frusta, ma anche dopo stridente montagne russe e manipolazioni chiropratiche andato storto.,
Per risolvere il puzzle, il team di Johns Hopkins ha studiato la struttura ossea e la complessa vascolarizzazione nella testa e nel collo di gufi innevati, sbarrati e grandi cornuti dopo la loro morte per cause naturali. Un colorante a contrasto iniettabile è stato utilizzato per migliorare l’imaging a raggi X dei vasi sanguigni degli uccelli, che sono stati poi meticolosamente sezionati, disegnati e scansionati per consentire un’analisi dettagliata.
La scoperta più sorprendente del team è arrivata dopo che i ricercatori hanno iniettato colorante nelle arterie dei gufi, imitando il flusso sanguigno e ruotando manualmente le teste degli animali., I vasi sanguigni alla base della testa, appena sotto l’osso mascellare, continuavano a diventare sempre più grandi, man mano che entrava più colorante e prima che il fluido si raggruppasse nei serbatoi. Ciò contrastava nettamente con l’abilità anatomica umana, dove le arterie tendono generalmente a diventare sempre più piccole e non si gonfiano man mano che si diramano.
I ricercatori dicono che questi serbatoi di sangue contrattili agiscono come un trade-off, consentendo ai gufi di unire il sangue per soddisfare i bisogni energetici dei loro grandi cervelli e occhi, mentre ruotano la testa., La rete vascolare di supporto, con le sue numerose interconnessioni e adattamenti, aiuta a ridurre al minimo qualsiasi interruzione del flusso sanguigno.
“Il nostro studio approfondito dell’anatomia del gufo risolve uno dei tanti interessanti misteri medici neurovascolari su come i gufi si sono adattati a gestire le rotazioni estreme della testa”, afferma de Kok-Mercado, ora illustratore scientifico e animatore presso l’Howard Hughes Medical Institute.,
Inoltre, dice Gailloud, ” i nostri nuovi risultati dello studio mostrano esattamente quali adattamenti morfologici sono necessari per gestire tali rotazioni della testa e perché gli esseri umani sono così vulnerabili alle lesioni osteopatiche dalla terapia chiropratica. Le manipolazioni estreme della testa umana sono davvero pericolose perché ci mancano così tante delle caratteristiche di protezione delle navi viste nei gufi.”
La prima variazione anatomica che hanno scoperto era nel collo del gufo, dove una delle principali arterie che alimentano il cervello passa attraverso fori ossei nelle vertebre., Le cavità cave erano circa 10 volte più grandi di diametro rispetto all’arteria vertebrale che viaggiava attraverso di essa. I ricercatori dicono che lo spazio extra nelle foramine trasversali, come sono noti i fori che circondano le arterie vertebrali, crea una serie di sacche d’aria ammortizzanti che consentono all’arteria di muoversi quando attorcigliata. Dodici delle 14 vertebre cervicali nel collo del gufo sono state trovate per avere questo adattamento.
“Nell’uomo, l’arteria vertebrale abbraccia davvero le cavità cave nel collo., Ma questo non è il caso dei gufi, le cui strutture sono appositamente adattate per consentire una maggiore flessibilità e movimento arterioso”, afferma de Kok-Mercado.
Il team ha anche scoperto che l’arteria vertebrale del gufo entra nel collo più in alto che in altri uccelli – entrando nella 12a vertebra cervicale del gufo invece della 14a vertebra cervicale del gufo – consentendo più spazio e rilassamento.,
Tra gli altri risultati di de Kok-Mercado e Gailloud c’erano piccole connessioni vascolari tra le arterie carotidi e vertebrali – di solito non osservate negli esseri umani adulti – che consentono lo scambio di sangue tra i due vasi sanguigni. I ricercatori dicono che queste cosiddette anastomosi, inclusa una connessione vascolare chiamata arteria trigeminale brevettata, consentono un flusso sanguigno ininterrotto al cervello, anche se una rotta viene bloccata durante la rotazione estrema del collo.
I ricercatori hanno in programma di esaminare l’anatomia del falco per vedere se altre specie di uccelli possiedono le stesse caratteristiche adattive per la rotazione della testa.,
Informazioni sulla rivista: Science
Fornito dalla Johns Hopkins University School of Medicine