© 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
Как морские млекопитающие избегают болезни ныряльщика?
May 3, 2018
Архитектура легких глубоко ныряющих морских млекопитающих разделена на две части.Глубоководные киты и другие морские млекопитающие, а также дайверы, которые всплывают слишком быстро, могут заболеть декомпрессионной болезнью. . Новое исследование теперь выдвигает гипотезу о том, как морские млекопитающие избегают декомпрессионной болезни. Исследователи говорят, что в условиях стресса эти механизмы могут выйти из строя. Это может объяснить выбрасывание китов на берег из-за шума гидролокатора под водой.
Ключом является необычная архитектура легких китов, дельфинов и афалин (и, возможно, других дышащих позвоночных), у которых под водой обнаруживаются две разные области легких. давление. Исследователи из Океанографического института Вудс-Хоул (WHOI) и Океанографического фонда в Испании недавно опубликовали свое исследование в журнале Proceedings of the Royal Society B.
«Поскольку некоторые морские млекопитающие и черепахи могут нырять так глубоко и на такую глубину, ученые долгое время находились в замешательстве», — говорит Майкл Мур, директор Центра морских млекопитающих при WHOI и соавтор исследования.
Когда дышащие воздухом млекопитающие погружаются на большую глубину, их легкие сжимаются. При этом их альвеолы – крохотные мешочки на конце дыхательных путей – схлопываются, где и происходит газообмен. Пузырьки азота при их появлении образуются в кровотоке и тканях животных. Когда они медленно поднимаются, азот может вернуться в легкие и выдыхаться. Но если они поднимаются слишком быстро, пузырьки азота не успевают диффундировать обратно в легкие. При более низком давлении на меньшей глубине пузырьки азота расширяются в кровотоке и тканях, вызывая боль и повреждения.
Структура груди морских млекопитающих сжимает их легкие. Ученые полагают, что это пассивное сжатие является основной адаптацией морских млекопитающих, позволяющей избежать поглощения избыточного азота на глубине.
В своем исследовании исследователи взяли компьютерную томографию мертвого дельфина, тюленя и домашней свиньи. , которые находились под давлением в барокамере. Команда смогла увидеть, как архитектура легких морских млекопитающих создает две области легких: одна заполнена воздухом, а другая спаяна. Исследователи полагают, что кровь течет в основном через спавшуюся область легких. Это приводит к так называемому вентиляционно-перфузионному несоответствию, при котором кислород и углекислый газ поглощаются кровотоком животного, в то время как обмен азота минимизируется или предотвращается. Это возможно, поскольку каждый газ имеет разную растворимость в крови. У домашней свиньи, исследованной для сравнения, такой структурной перестройки не наблюдалось.
Этот механизм защитит китов и дельфинов от чрезмерного поглощения азота, тем самым сводя к минимуму риск декомпрессионной болезни, говорят исследователи.
" Чрезмерный стресс, который может возникнуть во время воздействия техногенного звука, может привести к отказу системы и притоку крови в заполненные воздухом области, что улучшит газообмен и увеличит содержание азота в крови и тканях при снижении давления во время подъема», - объясняет Даниэль Гарсиа-Паррага из Fundacion Oceanografic, ведущий автор исследования.
Ученые полагали, что ныряющие морские млекопитающие невосприимчивы к «болезни ныряния». Однако инцидент на острове Страндинг в 2002 году, связанный с военными гидролокационными учениями, показал, что у 14 китов, погибших у Канарских островов после выброса на берег, в тканях были пузырьки газа - признак декомпрессионной болезни.
Подробнее:
http://www.whoi.edu.