© Deep diving whales and other marine mammals such as these Pacific white-headed dolphins can experience the same painful and potentially life-threatening decompression sickness that plagues divers who emerge too fast. Photo: © Lance Wills, Woods Hole Oceanographic Institution
© In their study, the researchers took CT scans of a deceased dolphin, a seal and a domestic pig, which were pressurized in a hyperbaric chamber. Photo: © Michael Moore, Woods Hole Oceanographic Institution
© The team was able to see how the marine mammalian lung architecture generates two lung regions: one air-filled and the other collapsed. The researchers believe that the blood flows mainly through the collapsed region of the lungs. The Earth Pig did not show this structural adaptation, Photo: © Andreas Fahlman, © Woods Hole Oceanographic Institution
海洋哺乳动物如何避免潜水病？
May 3, 2018
深潜海洋哺乳动物的肺部结构分为两部分深潜鲸鱼和其他海洋哺乳动物，以及浮出过快的潜水员都会患上减压病。一项新的研究正在假设海洋哺乳动物如何避免减压病。研究人员表示，在压力下，这些机制可能会失败。这可以解释鲸鱼因水下声纳噪音而搁浅的原因。
关键是鲸鱼、海豚和宽吻海豚（可能还有其他可呼吸脊椎动物）的不寻常的肺部结构，它们在水下显示出两个不同的肺部区域压力。来自伍兹霍尔海洋研究所 (WHOI) 和西班牙海洋基金会的研究人员最近在《英国皇家学会学报 B》杂志上发表了他们的研究。
“由于一些海洋哺乳动物和海龟可以潜入如此深的深度，因此WHOI 海洋哺乳动物中心主任、该研究的合著者迈克尔·摩尔 (Michael Moore) 说：“长期以来，科学家们一直感到困惑。”
当呼吸空气的哺乳动物陷入深渊时，它们的肺部受压。与此同时，它们的肺泡（呼吸道末端的小袋子）塌陷，在那里进行气体交换。氮气气泡出现时会在动物的血液和组织中形成。当它们缓慢上升时，氮气可以返回肺部并被呼出。但如果它们上升得太快，氮气泡就没有时间扩散回肺部。由于深度较浅的压力较低，氮气气泡在血液和组织中膨胀，引起疼痛和损伤。
海洋哺乳动物的乳房结构会压缩肺部。科学家认为，这种被动压缩是海洋哺乳动物避免在深海吸收过量氮的主要适应方式。
在他们的研究中，研究人员对死去的海豚、海豹和家猪进行了 CT 扫描，在高压舱中加压。研究小组能够看到海洋哺乳动物的肺部结构如何形成两个肺部区域：一个充满空气，一个塌陷。研究人员认为，血液主要流经肺部塌陷的区域。这导致所谓的通气-灌注不匹配，其中氧气和二氧化碳被动物的血流吸收，而氮气交换被最小化或被阻止。这是可能的，因为每种气体在血液中具有不同的溶解度。用于比较的家猪没有表现出这种结构调整。
研究人员表示，这种机制将保护鲸鱼和海豚免受过量氮吸收，从而最大限度地降低减压病的风险。
”在暴露于人造声音时可能出现的过度压力会导致系统故障，血液流入充满空气的区域，这会改善气体交换，并在上升过程中压力下降时增加血液和组织中的氮气，”该研究的主要作者、Fundacion Oceanografic 的 Daniel García-Parraga 解释道。
科学家认为，潜水海洋哺乳动物对“潜水疾病”免疫。然而，2002 年与军事声纳演习相关的搁浅事件表明，在加那利群岛搁浅后死亡的 14 头鲸鱼的组织中存在气泡，这是减压病的征兆。
更多信息： http://www.whoi.edu。