Spidsmusens hvilepuls kan nå op på 17 slag i sekundet, svarende til omkring 1.020 slag i minuttet.

Til sammenligning er menneskets gennemsnitlige hvilepuls omkring 60 til 100 slag i minuttet, hvilket gør spidsmusens hvilepuls cirka 10-17 gange højere.

Indtil nu har det været et mysterium, hvordan de små pattedyr opnår en så ekstrem hvilepuls, men et nyt studie, netop offentliggjort i tidsskriftet Science, kaster lys over mysteriet.

Et internationalt forskerteam ledet af postdoc William Joyce, som tidligere har været tilknyttet Aarhus Universitet, og professor Kevin Campbell fra University of Manitoba, som ligeledes har været tilknyttet Aarhus Universitet, har undersøgt, hvordan evolutionære ændringer i hjerteproteinet "cardiac troponin I" har gjort det muligt for spidsmus at opnå deres usædvanligt høje hvilepuls.

"Vi har opdaget, at en vigtig del af det hjerteprotein, der regulerer hjertets afslapningstid, mangler hos spidsmus og nært beslægtede muldvarpe. Det evolutionære tab fjerner permanent bremserne for hjertets afslapning, hvilket gør det muligt for deres hjerter at slå meget hurtigere," forklarer William Joyce, der nu arbejder ved The Centro Nacional de Investigaciones Cardiovasculares Carlos III (CNIC) i Spanien.
 

En manglende DNA-region

Proteinet spiller en vigtig rolle i hjertets evne til at binde calciumioner under sammentrækning. Calciumioner er nødvendige for, at hjertemusklen kan trække sig sammen, og er derfor afgørende for hjertefunktionen.

Hos andre pattedyr indeholder dette protein to specifikke serinaminosyrer, der midlertidigt ændres, når hjertet stimuleres af hormoner som adrenalin, der frigives under stress eller fysisk aktivitet. Denne ændring hjælper hjertets muskelfibre med at frigive calciumioner hurtigere efter sammentrækning, hvilket gør, at hjertet slapper hurtigere af og får mere tid til at fyldes med blod mellem slagene.

Men hos spidsmus er der sket en evolutionær ændring.

"I en tidlig forfader til spidsmus blev den DNA-region, der koder for de to seriner, inaktiveret. Det betyder, at proteinet altid fungerer, som om det er aktiveret af adrenalin, selv når dyret er i hvile, hvilket gør det muligt for spidsmus at opnå deres ekstreme hjertefrekvenser," forklarer Kevin Campbell.
 

Flagermus kortlægger den evolutionære vej

Forskerne har også studeret hjerteproteinet hos flagermus, som ligesom spidsmus kan nå hjertefrekvenser på over 1.000 slag i minuttet. Dette gav dem en bedre forståelse af, hvordan evnen til høje hjertefrekvenser har udviklet sig.

"Vores analyser viser, at nogle flagermusarter kan springe over den del af genet, der koder for de to serinaminosyrer, når proteinet dannes. Tidlige spidsmus og muldvarpe havde sandsynligvis samme evne, og evolutionen favoriserede gradvist deres troponin I-proteiner til helt at miste denne region. Dette tillod dem at udvikle endnu højere hjertefrekvenser," forklarer Kevin Campbell.

Forskerteamets næste mål er at undersøge, hvordan resultaterne kan omsættes til biomedicin.

"Det vil sige, hvordan man kan efterligne splejsningen af troponin I, som vi har set hos flagermus, i modelorganismer og potentielt – på lang sigt – i menneskehjerter for at efterligne de gavnlige effekter," siger William Joyce.