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Synchrony in the amphibian lymphatic system: evidence for bilateral posterior lymph heart synchrony and cardiac–lymphatic synchrony in Rana catesbeiana and Bufo marinus

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Abstract:

Early investigations into amphibian lymph heart function established that lymph heart contractions were synchronous with neither the systemic heart, nor the lungs, nor each other. However, the present study concludes that there is synchronization between the cardiac heart and the lymph hearts and that the posterior lymph hearts in both Rana catesbeiana Shaw, 1802 and Bufo marinus (L., 1758) beat synchronously as well. Pressure peaks were recorded through cannulation of the ischiatic artery and each posterior lymph heart and subsequently analyzed to determine the time differences between arterial diastole and lymph heart systole or between two bilateral lymph heart systoles. Results show that there is clear synchronization between the lymph heart systoles of two bilateral posterior lymph hearts. This lymph heart synchrony is further supported by using Poincaré plot analysis to visually compare the lymph heart inter-beats. Cardiac heart and lymph heart contractions also show a degree of synchronization, even though the lymph hearts beat up to three times as fast as the cardiac heart. These results support the conclusion that synchrony is characteristic of the anuran lymphatic system and that synchronization of the cardiac heart and the lymph hearts could impart an energetic advantage that benefits fluid homeostatic mechanisms.

Les travaux plus anciens sur le fonctionnement des coeurs lymphatiques concluent que ceux-ci ne se contractent de façon synchronisée ni avec le coeur systémique, ni avec les poumons, ni les uns avec les autres. Notre étude montre, au contraire, qu'il y a un synchronisme entre le coeur cardiaque et les coeurs lymphatiques et que les coeurs lymphatiques postérieurs chez Rana catesbeiana Shaw, 1802 et Bufo marinus (L., 1758) se contractent aussi à l'unisson. Nous avons enregistré les pics de pression à l'aide d'une canule dans l'artère ischiatique et dans chacun des coeurs lymphatiques postérieurs et les avons ensuite analysés afin de déterminer les différences temporelles entre la diastole artérielle et la systole du coeur lymphatique ou entre les systoles de deux coeurs lymphatiques postérieurs bilatéraux. Les résultats montrent un net synchronisme entre les systoles de deux coeurs lymphatiques postérieurs bilatéraux. Une analyse à l'aide d'un graphique de Poincaré pour comparer visuellement les intervalles entre les contractions chez les coeurs lymphatiques vient confirmer le synchronisme des coeurs lymphatiques. Il y a aussi un certain degré de synchronisme entre les contractions des coeurs cardiaques et lymphatiques, même si les coeurs lymphatiques battent jusqu'à trois fois plus rapidement que le coeur cardiaque. Ces résultats appuient l'hypothèse selon laquelle le synchronisme est une caractéristique du système lymphatique des anoures et que la synchronisme du coeur cardiaque et des coeurs lymphatiques pourrait fournir un avantage énergétique qui favorise les mécanismes homéostatiques des fluides.[Traduit par la Rédaction]

Document Type: Research Article

Publication date: 2006-03-01

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