海洋哺乳類はどのようにして潜水病を回避しているのだろうか？

May 3, 2018 深海に潜る海洋哺乳類の肺構造は2つの部分に分かれている

深海に潜るクジラなどの海洋哺乳類や、早く浮上しすぎるダイバーは減圧症になる可能性がある。このような場合、哺乳類はどのようにして減圧症を回避しているのだろうか？研究者たちによれば、ストレス下ではこれらのメカニズムが機能しなくなる可能性があるという。

その鍵は、クジラ、イルカ、バンドウイルカ（そしておそらく他の呼吸可能な脊椎動物）の、圧力下で2つの異なる肺領域を示す珍しい肺構造である。

WHOIの海洋哺乳類センター長で、この研究の共著者であるマイケル・ムーア氏は、「海洋哺乳類やカメの中には、深く、長く潜ることができるものがいるので、科学者は長い間混乱していた」と言う。

空気呼吸をする哺乳類が深海に潜ると、肺は圧縮される。同時に、肺胞（呼吸器の末端にある小さな袋）がつぶれ、そこでガス交換が行われる。窒素の気泡が血流や組織内に形成される。気泡がゆっくりと上昇すれば、窒素は肺に戻り、吐き出される。しかし、上昇速度が速すぎると、窒素の泡が肺に拡散して戻る時間がない。

海洋哺乳類の胸部構造は肺を圧迫する。

この受動的な圧縮は、深海での過剰な窒素の吸収を避けるための海洋哺乳類の主な適応であると科学者たちは考えてきた。

今回の研究では、研究者たちは高気圧室で加圧された死んだイルカ、アザラシ、家畜のブタのCTスキャンを撮影した。研究チームは、海生哺乳類の肺の構造から、2つの肺領域（1つは空気で満たされ、もう1つはつぶれている）がどのように作られているかを見ることができた。研究チームは、血液は主に肺の潰れた領域を通って流れていると考えている。その結果、いわゆる換気と灌流のミスマッチが生じ、酸素と二酸化炭素が動物の血流に取り込まれる一方で、窒素の交換は最小限に抑えられるか、妨げられる。このようなことが起こるのは、それぞれのガスが血液への溶解度が異なるからである。

このメカニズムにより、クジラやイルカを過剰な窒素の取り込みから守り、減圧症のリスクを最小限に抑えることができるという。

「人工的な音にさらされている間に起こりうるような過度のストレスは、システムが機能しなくなり、血液が空気で満たされた領域に流れ込む原因となる。 http://www.whoi.edu.

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