Jak ssaki morskie unikają choroby nurkowej?

May 3, 2018 Architektura płuc głęboko nurkujących ssaków morskich jest podzielona na dwie części

Głęboko nurkujące wieloryby i inne ssaki morskie, a także nurkowie, którzy wynurzają się zbyt szybko, mogą zachorować na chorobę dekompresyjną. Nowe badanie stawia hipotezę, w jaki sposób ssaki morskie unikają choroby dekompresyjnej. Naukowcy twierdzą, że pod wpływem stresu mechanizmy te mogą zawieść. Mogłoby to wyjaśnić wyrzucanie wielorybów na brzeg w wyniku hałasu sonaru pod wodą.

Kluczem jest niezwykła architektura płuc wielorybów, delfinów i delfinów butlonosych (i prawdopodobnie innych oddychających kręgowców), które wykazują dwa różne regiony płuc pod ciśnieniem. Naukowcy z Woods Hole Oceanographic Institution (WHOI) i Fundacion Oceanografic w Hiszpanii niedawno opublikowali swoje badania w czasopiśmie Proceedings of the Royal Society B.

"Ponieważ niektóre ssaki morskie i żółwie mogą nurkować tak głęboko i tak długo, naukowcy byli zdezorientowani przez długi czas" - mówi Michael Moore, dyrektor Centrum Ssaków Morskich w WHOI i współautor badania.

Kiedy oddychające powietrzem ssaki zanurzają się na duże głębokości, ich płuca kompresują się. W tym samym czasie ich pęcherzyki płucne - maleńkie worki na końcu dróg oddechowych zapadają się, gdzie odbywa się wymiana gazowa. Pęcherzyki azotu tworzą się w krwiobiegu i tkankach zwierząt, gdy się wynurzają. Gdy unoszą się powoli, azot może wrócić do płuc i zostać wydalony. Jeśli jednak unoszą się zbyt szybko, pęcherzyki azotu nie mają czasu na dyfuzję z powrotem do płuc. Przy niższym ciśnieniu na mniejszych głębokościach, pęcherzyki azotu rozszerzają się w krwiobiegu i tkankach, powodując ból i uszkodzenia.

Struktura piersi ssaków morskich ściska ich płuca. Naukowcy uważają, że ta pasywna kompresja jest główną adaptacją ssaków morskich, aby uniknąć wchłaniania nadmiernej ilości azotu na głębokości.

W swoim badaniu naukowcy wykonali tomografię komputerową martwego delfina, foki i świni domowej, które zostały poddane ciśnieniu w komorze hiperbarycznej. Zespół był w stanie zobaczyć, jak architektura płuc ssaków morskich tworzy dwa obszary płuc: jeden wypełniony powietrzem, a drugi zapadnięty. Naukowcy uważają, że krew przepływa głównie przez zapadnięty obszar płuc. Powoduje to tak zwane niedopasowanie wentylacyjno-perfuzyjne, w którym tlen i dwutlenek węgla są pobierane przez krwiobieg zwierzęcia, podczas gdy wymiana azotu jest zminimalizowana lub uniemożliwiona. Jest to możliwe, ponieważ każdy gaz ma inną rozpuszczalność we krwi. Badana dla porównania świnia domowa nie wykazywała tego strukturalnego dostosowania.

Mechanizm ten chroniłby wieloryby i delfiny przed nadmiernym poborem azotu, minimalizując w ten sposób ryzyko choroby dekompresyjnej, stwierdzili naukowcy.

"Nadmierny stres, jaki może wystąpić podczas ekspozycji na dźwięki wytwarzane przez człowieka, może spowodować awarię systemu i przepływ krwi do obszarów wypełnionych powietrzem, co poprawiłoby wymianę gazową i zwiększyło azot we krwi i tkankach, gdy ciśnienie spadnie podczas wynurzania "- wyjaśnia Daniel García-Parraga z Fundacion Oceanografic, główny autor badania.

Naukowcy wierzyli, że nurkujące ssaki morskie są odporne na "chorobę nurkową". Jednak incydent strandingu z 2002 r. związany z wojskowymi ćwiczeniami sonarowymi wykazał, że 14 wielorybów, które zginęły u wybrzeży Wysp Kanaryjskich po przybiciu do brzegu, miało w tkankach pęcherzyki gazu - oznakę choroby dekompresyjnej.


Więcej informacji: http://www.whoi.edu.

.