© 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
Kako morski sisavci izbjegavaju ronilačku bolest?
May 3, 2018
Plućna arhitektura morskih sisavaca koji rone u dubinu podijeljena je u dva dijelaKitovi koji rone u dubinu i drugi morski sisavci, kao i ronioci koji prebrzo izranjaju, mogu dobiti dekompresijsku bolest . Nova studija sada postavlja hipotezu kako morski sisavci izbjegavaju dekompresijsku bolest. Pod stresom, kažu istraživači, ti bi mehanizmi mogli otkazati. To bi moglo objasniti nasukavanje kitova kao rezultat buke sonara pod vodom.
Ključ je neobična arhitektura pluća kitova, dupina i dobrih dupina (i vjerojatno drugih kralježnjaka koji mogu disati) koji pokazuju dva različita područja pluća ispod pritisak. Istraživači s Oceanografskog instituta Woods Hole (WHOI) i Fundacion Oceanografic u Španjolskoj nedavno su objavili svoju studiju u časopisu Proceedings of the Royal Society B.
"Kao što neki morski sisavci i kornjače mogu roniti tako duboko i za dugo, znanstvenici su dugo bili zbunjeni", kaže Michael Moore, direktor Centra za morske sisavce pri WHOI i koautor studije.
Kad sisavci koji udišu zrak urone u velike dubine, njihovi oblog pluća. Istovremeno kolabiraju njihove alveole - sićušne vrećice na kraju dišnog trakta gdje se odvija izmjena plinova. Mjehurići dušika stvaraju se u krvotoku iu tkivima životinja kada izađu. Kada se polako dižu, dušik se može vratiti u pluća i izdahnuti. Ali ako se dižu prebrzo, mjehurići dušika nemaju vremena difundirati natrag u pluća. S nižim tlakom na manjim dubinama, mjehurići dušika se šire u krvotoku i tkivima, uzrokujući bol i oštećenje.
Struktura grudi morskih sisavaca komprimira njihova pluća. Znanstvenici vjeruju da je ova pasivna kompresija glavna prilagodba morskih sisavaca kako bi se izbjegla apsorpcija prekomjerne količine dušika na dubini.
U svojoj studiji istraživači su napravili CT snimke mrtvog dupina, tuljana i domaće svinje , koji su bili pod tlakom u hiperbaričnoj komori. Tim je mogao vidjeti kako arhitektura pluća morskih sisavaca stvara dva plućna područja: jedno ispunjeno zrakom i jedno kolabirano. Istraživači vjeruju da krv teče uglavnom kroz kolabirano područje pluća. To rezultira takozvanom neusklađenošću ventilacije i perfuzije u kojoj krvotok životinje preuzima kisik i ugljični dioksid dok je izmjena dušika svedena na minimum ili spriječena. To je moguće jer svaki plin ima različitu topljivost u krvi. Domaća svinja ispitana za usporedbu nije pokazala ovu strukturnu prilagodbu.
Ovaj bi mehanizam zaštitio kitove i dupine od pretjeranog unosa dušika, čime bi se smanjio rizik od dekompresijske bolesti, rekli su istraživači.
" Pretjerani stres koji se može pojaviti tijekom izlaganja zvuku koji je stvorio čovjek može uzrokovati kvar sustava i protok krvi u područja ispunjena zrakom, što bi poboljšalo izmjenu plinova i povećalo dušik u krvi i tkivima kada se tlak smanji tijekom izrona," objašnjava Daniel García-Parraga iz Fundacion Oceanografic, glavni autor studije.
Znanstvenici su vjerovali da su morski sisavci ronioci imuni na "ronilačku bolest". Međutim, incident u Strandingu iz 2002. povezan s vojnim sonarnim vježbama pokazao je da je 14 kitova koji su uginuli kod Kanarskih otoka nakon što su se nasukali na obalu imalo mjehuriće plina u tkivima - znak dekompresijske bolesti.
Više informacija:
http://www.whoi.edu.