© 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
¿Cómo evitan los mamíferos marinos la enfermedad del buceo?
May 3, 2018
La arquitectura pulmonar de los mamíferos marinos que bucean a gran profundidad se divide en dos partesLas ballenas y otros mamíferos marinos que bucean a gran profundidad, así como los buceadores que emergen demasiado deprisa, pueden sufrir la enfermedad de descompresión. Un nuevo estudio plantea ahora la hipótesis de cómo evitan los mamíferos marinos la enfermedad de descompresión. Los investigadores afirman que, en situaciones de estrés, estos mecanismos podrían fallar. Esto podría explicar los varamientos de ballenas como consecuencia del ruido del sonar bajo el agua.
La clave está en la inusual arquitectura pulmonar de ballenas, delfines y delfines mulares (y posiblemente de otros vertebrados respirables) que muestran dos regiones pulmonares diferentes bajo presión. Investigadores de la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI) y de la Fundación Oceanográfica de España acaban de publicar su estudio en la revista Proceedings of the Royal Society B.
"Como algunos mamíferos marinos y tortugas pueden sumergirse tan profundamente y durante tanto tiempo, los científicos han estado confundidos durante mucho tiempo", dice Michael Moore, director del Centro de Mamíferos Marinos de la WHOI y coautor del estudio.
Cuando los mamíferos que respiran aire se sumergen a grandes profundidades, sus pulmones se comprimen. Al mismo tiempo, sus alvéolos -pequeñas bolsas situadas al final de las vías respiratorias- se colapsan, donde tiene lugar el intercambio de gases. Cuando emergen, se forman burbujas de nitrógeno en el torrente sanguíneo y en los tejidos de los animales. Cuando suben lentamente, el nitrógeno puede volver a los pulmones y ser exhalado. Pero si suben demasiado deprisa, las burbujas de nitrógeno no tienen tiempo de difundirse de nuevo a los pulmones. Con una presión más baja a menor profundidad, las burbujas de nitrógeno se expanden en el torrente sanguíneo y los tejidos, causando dolor y daños.
La estructura del pecho de los mamíferos marinos comprime sus pulmones. Los científicos han creído que esta compresión pasiva es la principal adaptación de los mamíferos marinos para evitar la absorción excesiva de nitrógeno a profundidad.
En su estudio, los investigadores tomaron tomografías computarizadas de un delfín muerto, una foca y un cerdo doméstico, que fueron presurizados en una cámara hiperbárica. El equipo pudo ver cómo la arquitectura pulmonar de los mamíferos marinos crea dos regiones pulmonares: una llena de aire y otra colapsada. Los investigadores creen que la sangre fluye principalmente por la región colapsada de los pulmones. Esto da lugar al llamado desajuste ventilación-perfusión, en el que el oxígeno y el dióxido de carbono son absorbidos por el torrente sanguíneo del animal, mientras que el intercambio de nitrógeno se reduce al mínimo o se impide. Esto es posible porque cada gas tiene una solubilidad diferente en la sangre. El cerdo doméstico examinado para la comparación no mostraba este ajuste estructural.
Este mecanismo protegería a las ballenas y delfines de una absorción excesiva de nitrógeno, minimizando así el riesgo de enfermedad de descompresión, dijeron los investigadores.
"Un estrés excesivo como el que puede producirse durante la exposición al sonido artificial puede hacer que el sistema falle y la sangre fluya hacia las regiones llenas de aire, lo que mejoraría el intercambio gaseoso y aumentaría el nitrógeno en la sangre y los tejidos cuando la presión disminuye durante el ascenso", explica Daniel García-Parraga, de la Fundación Oceanográfica, autor principal del estudio.
Los científicos creían que los mamíferos marinos buceadores eran inmunes a la "enfermedad del buceo". Sin embargo, un varamiento ocurrido en 2002 en relación con ejercicios militares de sonar demostró que 14 ballenas que murieron frente a las Islas Canarias tras varar presentaban burbujas de gas en los tejidos, un signo de enfermedad por descompresión.
Más información:
http://www.whoi.edu.