tytuł: | Relationships between avian hematological variables |
wariant tytułu: |
Zależności między parametrami hematologicznymi u ptaków |
autor: | Kovalov Viktor |
recenzent: | Bauchinger Ulf, Wierzbowska Izabela |
promotor: | Bauchinger Ulf |
data obrony : | 2020-09-25 |
język: | angielski |
abstrakt w j. polskim: | Wszystkie gatunki ptaków polegają na metabolizmie tlenowym dla swojego funkcjonowania. W przypadku zwiększonego zapotrzebowania na energię, tempo metabolizmu można regulować za pośrednictwem objętości tlenu, jednego z kluczowych czynników, regulujących biochemiczną produkcję energii. Można tego dokonać poprzez intensyfikację wymiany gazowej i dostarczania tlenu do tkanek poprzez przyspieszenie częstości akcji serca lub częstotliwości oddychania. Innym sposobem na podniesienie metabolizmu energetycznego jest zwiększenie zdolności organizmu do przenoszenia tlenu (OCC), objętości tlenu, który może być wiązany przez erytrocyty w krwiobiegu w danym momencie. Wiadomo, że parametry hematologiczne u ptakóœ, takie jak hematokryt (Hct) i stężenie hemoglobiny (Hgb), determinują OCC i mogą przyczyniać się do wzrostu metabolizmu energetycznego organizmu. Silna dodatnia korelacja między Hct i Hgb przedstawiona na poziomie międzygatunkowym sugeruje wspólną regulację metabolizmu energetycznego przez oba parametry hematologiczne. Jednak nie jest jasne, co napędza tę korelację. Stały stosunek Hct / Hgb zakłada zależność obu zmiennych od tych samych parametrów. Zaproponowano, że liczba erytrocytów (nRBC) i powierzchnia erytrocytów (aRBC) kontrolowały Hct i Hgb w zakresie optymalności z następującym wpływem na OCC i metabolizm energetyczny. Jednak żadne badania do tej pory nie testowały bezpośrednio zależności Hct i Hgb z liczbą i rozmiarem erytrocytów. Stosuję w tym badaniu analizę korelacji, aby zbadać związek między parametrami hematologicznymi na danych zebranych z różnych badań, prowadzonych na trzech gatunkach wróblowych: zeberka zwyczajna, szpak zwyczajny i sikorka bogatka. W sumie zbiór danych obejmuje 698 osób. Analizę korelacji przeprowadza się na pozostałościach wyodrębnionych z modeli statystycznych, w których kontrolowano zmienność ze względu na takie czynniki, jak gatunek, płeć i eksperyment. Dzięki takim analizom korelacji testuję hipotezy, że Hct i Hgb korelują z nRBC i aRBC. Odkryłem, że nRBC koreluje pozytywnie zarówno z Hct, jak i Hgb, gdy aRBC nie jest z nimi powiązany. Informacje o związkach między wymienionymi zmiennymi hematologicznymi zostały przedstawione po raz pierwszy. Wyniki te sugerują, że nRBC jest jednym z kluczowych wyznaczników Hct i stężenia Hgb w zakresie optymalności. Pośrednictwo nRBC może działać jako jeden z mechanizmów regulacyjnych OCC i metabolizmu energetycznego w celu zaspokojenia zwiększonego zapotrzebowania energetycznego organizmu, gdy aRBC nie spełnia takiej roli. Taka regulacja może nastąpić poprzez stymulację erytropoezy, z następującym po niej wzrostem stężenia erytrocytów. Chociaż proponowany mechanizm może nie działać w pewnych fizjologicznych skrajnościach, to badanie dostarcza nowych spostrzeżeń ważnych dla naszego zrozumienia ekofizjologii ptaków i dla dalszych badań fizjologicznych. |
abstrakt w j. angielskim: | All avian species rely on aerobic metabolism for their performance. In cases of increased energy demands, metabolic rate may be adjusted through the mediation of oxygen volume, one of the key factors, included in biochemical energy production. It may be done with an intensification of gas exchange and oxygen delivery to tissues through increased heart rate or breathing frequency. Another way to elevate energy metabolism is by increasing organismal oxygen-carrying capacity (OCC), oxygen volume, that can be bound by erythrocytes in the bloodstream at a given time. Avian hematological variables, such as hematocrit (Hct) and hemoglobin (Hgb) concentration, are known to determine OCC and, consequently, may contribute to an increase of organismal energy metabolism. A strong positive correlation between Hct and Hgb presented at an inter-species level suggests a joint regulation of energy metabolism by both hematological variables. However, it is not clear what drives this correlation. Constant Hct/Hgb ratio assumes the dependency of both variables from the same parameters. Erythrocyte number (nRBC) and erythrocyte area (aRBC) have been proposed to control Hct and Hgb within the optimality range with the following effect on OCC and energy metabolism. However, no studies so far tested directly relationships of both Hct and Hgb with number and size of erythrocytes. Here, I apply correlation analysis to examine the relationship between avian hematological variables on data gathered from various studies on three passerine species: zebra finch, common starling and great tit. In total, the data set contains 698 individuals. Correlation analysis is run on residuals extracted from statistical models where variation due to such factors as species, sex and experimental setup was controlled. With such correlation analyses, I test hypotheses that Hct and Hgb correlate with both nRBC and aRBC. I found that nRBC correlates positively with both Hct and Hgb while aRBC is not associated with them. Information on relationships between mentioned hematological variables is presented, to the best of my knowledge, for the first time. These results suggest that nRBC is one of the key determinants of Hct value and Hgb concentration within the optimality range. Consequently, mediation of nRBC may act as one of the regulatory mechanisms of OCC and energy metabolism to meet the increased energy demands of an organism, while aRBC does not take such a role. Such regulation may occur through stimulation of erythropoiesis with the following increase in erythrocyte concentration. While the proposed mechanism might not work under some physiological extremes, this study provides new insights important for our understanding of the avian ecophysiology and for the further studies of physiological extremes. |
słowa kluczowe w j. polskim: | Ptaki, ekofizjologia ptaków, zdolność przenoszenia tlenu, metabolizm energetyczny, Passeriformes, analiza korelacyjna |
słowa kluczowe w j. angielskim: | Birds, avian ecophysiology, oxygen-carrying capacity, energy metabolism, Passeriformes, correlation analysis |
wydział: instytut / zakład / katedra: | Wydział Biologii |
typ: | praca magisterska |
Plik | Rozmiar | Format | Przeglądanie |
---|---|---|---|
Nie ma plików powiązanych z tą pozycją. |