Come fanno i mammiferi marini a evitare la malattia da immersione?

May 3, 2018 L'architettura polmonare dei mammiferi marini che si immergono in profondità è divisa in due parti

Le balene e altri mammiferi marini che si immergono in profondità, così come i subacquei che emergono troppo velocemente, possono soffrire di malattia da decompressione. Un nuovo studio ipotizza come i mammiferi marini evitino la malattia da decompressione. Secondo i ricercatori, in condizioni di stress questi meccanismi potrebbero fallire. La chiave è l'insolita architettura polmonare delle balene, dei delfini e dei tursiopi (e forse anche di altri vertebrati respirabili) che mostrano due diverse regioni polmonari sotto pressione. I ricercatori del Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) e della Fundacion Oceanografic in Spagna hanno recentemente pubblicato il loro studio sulla rivista Proceedings of the Royal Society B.

"Poiché alcuni mammiferi marini e tartarughe possono immergersi così profondamente e per così tanto tempo, gli scienziati sono stati confusi per molto tempo", afferma Michael Moore, direttore del Marine Mammal Center presso il WHOI e co-autore dello studio.

Quando i mammiferi che respirano aria si immergono a grandi profondità, i loro polmoni si comprimono. Allo stesso tempo, i loro alveoli - piccole sacche all'estremità del tratto respiratorio - collassano dove avviene lo scambio di gas. Quando emergono, si formano bolle di azoto nel flusso sanguigno e nei tessuti degli animali. Quando salgono lentamente, l'azoto può tornare nei polmoni ed essere espirato. Ma se la risalita è troppo rapida, le bolle di azoto non hanno il tempo di diffondersi nuovamente nei polmoni. Con una pressione più bassa a profondità inferiori, le bolle di azoto si espandono nel flusso sanguigno e nei tessuti, causando dolore e danni.

La struttura mammaria dei mammiferi marini comprime i loro polmoni. Gli scienziati ritengono che questa compressione passiva sia il principale adattamento dei mammiferi marini per evitare l'assorbimento eccessivo di azoto in profondità.

Nel loro studio, i ricercatori hanno effettuato scansioni TC di un delfino morto, di una foca e di un maiale domestico, che sono stati pressurizzati in una camera iperbarica. Il team ha potuto osservare come l'architettura polmonare dei mammiferi marini crei due regioni polmonari: una piena d'aria e una collassata. I ricercatori ritengono che il sangue scorra principalmente attraverso la regione collassata dei polmoni. Ciò determina il cosiddetto disallineamento ventilazione-perfusione, in cui l'ossigeno e l'anidride carbonica vengono assorbiti dal flusso sanguigno dell'animale, mentre lo scambio di azoto è ridotto al minimo o impedito. Questo è possibile perché ogni gas ha una diversa solubilità nel sangue. Il maiale domestico esaminato per il confronto non mostrava questo adattamento strutturale.

Questo meccanismo proteggerebbe le balene e i delfini da un eccessivo assorbimento di azoto, riducendo così al minimo il rischio di malattia da decompressione, hanno detto i ricercatori.

"Uno stress eccessivo come quello che può verificarsi durante l'esposizione al suono artificiale può causare il malfunzionamento del sistema e il flusso di sangue nelle regioni piene d'aria, che migliorerebbe lo scambio di gas e aumenterebbe l'azoto nel sangue e nei tessuti quando la pressione diminuisce durante la risalita", spiega Daniel García-Parraga della Fundacion Oceanografic, autore principale dello studio.

Gli scienziati credevano che i mammiferi marini che si immergono fossero immuni alla "malattia da immersione". Tuttavia, un incidente di stranding del 2002 associato a esercitazioni militari con sonar ha dimostrato che 14 balene morte al largo delle Isole Canarie dopo essersi spiaggiate presentavano bolle di gas nei tessuti, segno di malattia da decompressione.

Più informazioni: http://www.whoi.edu.