© 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
Hvordan unngår sjøpattedyr dykkersykdommen?
May 3, 2018
Lungearkitekturen til dypdykkende sjøpattedyr er delt i to delerDypdykkende hvaler og andre sjøpattedyr, samt dykkere som dukker opp for raskt, kan få trykkfallssyken . En ny studie har nå en hypotese om hvordan sjøpattedyr unngår trykkfallssyke. Under stress, sier forskerne, kan disse mekanismene mislykkes. Dette kan forklare strandingen av hvaler som et resultat av sonarstøy under vann.
Nøkkelen er den uvanlige lungearkitekturen til hvaler, delfiner og flaskenesedelfiner (og muligens andre pustende virveldyr) som viser to forskjellige lungeregioner under press. Forskere fra Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) og Fundacion Oceanografic i Spania publiserte nylig sin studie i tidsskriftet Proceedings of the Royal Society B.
"Som noen sjøpattedyr og skilpadder kan dykke så dypt og for så lenge, forskere har vært forvirret i lang tid," sier Michael Moore, direktør for Marine Mammal Center ved WHOI og medforfatter av studien.
Når luftpustende pattedyr stuper ned i store dyp, lungene komprimeres. Samtidig kollapser deres alveoler - bittesmå poser i enden av luftveiene der gassutvekslingen finner sted. Det dannes nitrogenbobler i blodet og i dyrenes vev når de kommer frem. Når de stiger sakte, kan nitrogenet gå tilbake til lungene og pustes ut. Men stiger de for raskt, rekker ikke nitrogenboblene å diffundere tilbake til lungene. Med lavere trykk på grunnere dybder utvider nitrogenboblene seg i blodet og vevet, noe som forårsaker smerte og skade.
Bryststrukturen til sjøpattedyr komprimerer lungene deres. Forskere har trodd at denne passive kompresjonen er den viktigste tilpasningen til sjøpattedyr for å unngå absorpsjon av for mye nitrogen på dypet.
I sin studie tok forskerne CT-skanninger av en død delfin, en sel og en tamgris , som ble satt under trykk i et hyperbarisk kammer. Teamet var i stand til å se hvordan lungearkitekturen til sjøpattedyr skaper to lungeregioner: en luftfylt og en kollapset. Forskerne mener at blodet hovedsakelig strømmer gjennom den kollapsede delen av lungene. Dette resulterer i en såkalt ventilasjons-perfusjonsmismatch der oksygen og karbondioksid tas opp av blodet til dyret mens nitrogenutvekslingen minimeres eller forhindres. Dette er mulig fordi hver gass har forskjellig løselighet i blodet. Tamgrisen som ble undersøkt for sammenligning viste ikke denne strukturelle justeringen.
Denne mekanismen ville beskytte hvaler og delfiner mot overdreven nitrogenopptak, og dermed minimere risikoen for trykkfallssyke, sa forskerne.
" Overdreven stress som det kan oppstå under eksponering for menneskeskapt lyd kan føre til at systemet svikter og blod strømmer inn i de luftfylte områdene, noe som vil forbedre gassutvekslingen og øke nitrogen i blodet og vevet når trykket synker under oppstigning, " forklarer Daniel García-Parraga fra Fundacion Oceanografic, hovedforfatter av studien.
Forskere mente at dykkende sjøpattedyr var immune mot «dykkersykdommen». En stranding-hendelse i 2002 knyttet til militære ekkoloddøvelser viste imidlertid at 14 hvaler som døde utenfor Kanariøyene etter stranding hadde gassbobler i vevet - et tegn på trykkfallssyke.
Mer informasjon:
http://www.whoi.edu.