Πώς αποφεύγουν τα θαλάσσια θηλαστικά την καταδυτική ασθένεια;

May 3, 2018 Η αρχιτεκτονική των πνευμόνων των θαλάσσιων θηλαστικών που καταδύονται σε βάθος χωρίζεται σε δύο μέρη

Οι φάλαινες που καταδύονται σε βάθος και άλλα θαλάσσια θηλαστικά, καθώς και οι δύτες που αναδύονται πολύ γρήγορα, μπορούν να νοσήσουν από την ασθένεια αποσυμπίεσης . Μια νέα μελέτη υποθέτει τώρα πώς τα θαλάσσια θηλαστικά αποφεύγουν την ασθένεια αποσυμπίεσης. Υπό το άγχος, λένε οι ερευνητές, αυτοί οι μηχανισμοί θα μπορούσαν να αποτύχουν. Αυτό θα μπορούσε να εξηγήσει το προσάραγμα των φαλαινών ως αποτέλεσμα του θορύβου σόναρ κάτω από το νερό.

Το κλειδί είναι η ασυνήθιστη αρχιτεκτονική των πνευμόνων των φαλαινών, των δελφινιών και των ρινοδέλφινων (και πιθανώς άλλων σπονδυλωτών που αναπνέουν) που δείχνουν δύο διαφορετικές περιοχές πνευμόνων κάτω από πίεση. Ερευνητές από το Ωκεανογραφικό Ινστιτούτο Woods Hole (WHOI) και το Fundacion Oceanografic στην Ισπανία δημοσίευσαν πρόσφατα τη μελέτη τους στο περιοδικό Proceedings of the Royal Society B.

"Καθώς ορισμένα θαλάσσια θηλαστικά και χελώνες μπορούν να βουτήξουν τόσο βαθιά και για τόσο εδώ και καιρό, οι επιστήμονες έχουν μπερδευτεί εδώ και πολύ καιρό», λέει ο Michael Moore, διευθυντής του Κέντρου Θαλάσσιων Θηλαστικών στο WHOI και συν-συγγραφέας της μελέτης.

Όταν τα θηλαστικά που αναπνέουν τον αέρα βυθίζονται σε μεγάλα βάθη, πνευμονική συμπίεση. Ταυτόχρονα, οι κυψελίδες τους - μικροσκοπικοί σάκοι στο άκρο της αναπνευστικής οδού καταρρέουν εκεί όπου γίνεται η ανταλλαγή αερίων. Οι φυσαλίδες αζώτου σχηματίζονται στην κυκλοφορία του αίματος και στους ιστούς των ζώων όταν αναδύονται. Όταν ανεβαίνουν αργά, το άζωτο μπορεί να επιστρέψει στους πνεύμονες και να εκπνεύσει. Αλλά αν ανέβουν πολύ γρήγορα, οι φυσαλίδες αζώτου δεν έχουν χρόνο να διαχυθούν πίσω στους πνεύμονες. Με χαμηλότερη πίεση σε μικρότερα βάθη, οι φυσαλίδες αζώτου επεκτείνονται στην κυκλοφορία του αίματος και στους ιστούς, προκαλώντας πόνο και βλάβη.

Η δομή του μαστού των θαλάσσιων θηλαστικών συμπιέζει τους πνεύμονές τους. Οι επιστήμονες πίστευαν ότι αυτή η παθητική συμπίεση είναι η κύρια προσαρμογή των θαλάσσιων θηλαστικών για την αποφυγή της απορρόφησης υπερβολικού αζώτου σε βάθος.

Στη μελέτη τους, οι ερευνητές έκαναν αξονικές τομογραφίες ενός νεκρού δελφινιού, μιας φώκιας και ενός οικόσιτου χοίρου , τα οποία ήταν υπό πίεση σε υπερβαρικό θάλαμο. Η ομάδα μπόρεσε να δει πώς η αρχιτεκτονική των πνευμόνων των θαλάσσιων θηλαστικών δημιουργεί δύο πνευμονικές περιοχές: μία γεμάτη αέρα και μία κατέρρευσε. Οι ερευνητές πιστεύουν ότι το αίμα ρέει κυρίως μέσω της κατεστραμμένης περιοχής των πνευμόνων. Αυτό οδηγεί σε μια λεγόμενη αναντιστοιχία αερισμού-διάχυσης στην οποία το οξυγόνο και το διοξείδιο του άνθρακα απορροφώνται από την κυκλοφορία του αίματος του ζώου ενώ η ανταλλαγή αζώτου ελαχιστοποιείται ή αποτρέπεται. Αυτό είναι δυνατό γιατί κάθε αέριο έχει διαφορετική διαλυτότητα στο αίμα. Ο οικόσιτος χοίρος που εξετάστηκε για σύγκριση δεν έδειξε αυτή τη δομική προσαρμογή.

Αυτός ο μηχανισμός θα προστατεύει τις φάλαινες και τα δελφίνια από την υπερβολική πρόσληψη αζώτου, ελαχιστοποιώντας έτσι τον κίνδυνο ασθένειας αποσυμπίεσης, είπαν οι ερευνητές.

" Το υπερβολικό στρες, όπως μπορεί να συμβεί κατά την έκθεση σε ανθρωπογενή ήχο, μπορεί να προκαλέσει αστοχία του συστήματος και ροή αίματος στις περιοχές που είναι γεμάτες αέρα, κάτι που θα βελτιώσει την ανταλλαγή αερίων και θα αυξήσει το άζωτο στο αίμα και τους ιστούς όταν η πίεση μειώνεται κατά την ανάβαση. εξηγεί ο Daniel García-Parraga του Fundacion Oceanografic, επικεφαλής συγγραφέας της μελέτης.

Οι επιστήμονες πίστευαν ότι τα καταδυτικά θαλάσσια θηλαστικά είχαν ανοσία στην «ασθένεια των καταδύσεων». Ωστόσο, ένα περιστατικό προσάραξης του 2002 που σχετίζεται με στρατιωτικές ασκήσεις σόναρ έδειξε ότι 14 φάλαινες που πέθαναν στα Κανάρια νησιά μετά την παραλία είχαν φυσαλίδες αερίου στους ιστούς τους - σημάδι ασθένειας αποσυμπίεσης.


Περισσότερες πληροφορίες: http://www.whoi.edu.