© 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
Як морські ссавці уникають дайверської хвороби?
May 3, 2018
Будова легенів глибоководних морських ссавців розділена на дві частиниГлибокопірнаючі кити та інші морські ссавці, а також дайвери, які надто швидко спливають, можуть отримати декомпресійну хворобу . Нове дослідження висуває гіпотезу про те, як морські ссавці уникають декомпресійної хвороби. За словами дослідників, під час стресу ці механізми можуть вийти з ладу. Це може пояснити висадження китів на мілину в результаті шуму сонара під водою.
Ключ у незвичайній архітектурі легенів китів, дельфінів і афалін (і, можливо, інших дихаючих хребетних), які показують дві різні області легенів під водою. тиск. Дослідники з Океанографічного інституту Вудс-Хоула (WHOI) та Океанографічного фонду в Іспанії нещодавно опублікували своє дослідження в журналі Proceedings of the Royal Society B.
«Оскільки деякі морські ссавці та черепахи можуть пірнати так глибоко і так довго вчені були збентежені", - каже Майкл Мур, директор Центру морських ссавців WHOI та співавтор дослідження.
Коли ссавці, які дихають повітрям, занурюються на велику глибину, їхні легеневий компрес. При цьому спадаються їх альвеоли - крихітні мішечки в кінці дихальних шляхів, де відбувається газообмін. Бульбашки азоту утворюються в крові та в тканинах тварин, коли вони виходять. Коли вони повільно піднімаються, азот може повертатися в легені та видихатися. Але якщо вони піднімаються занадто швидко, бульбашки азоту не встигають дифундувати назад у легені. За нижчого тиску на невеликій глибині бульбашки азоту розширюються в кровотоці та тканинах, спричиняючи біль і пошкодження.
Структура грудей морських ссавців стискає їхні легені. Вчені вважають, що це пасивне стиснення є основною адаптацією морських ссавців, щоб уникнути поглинання надмірної кількості азоту на глибині.
У своєму дослідженні дослідники зробили комп’ютерну томографію мертвого дельфіна, тюленя та домашньої свині. , які герметизувалися в барокамері. Команда змогла побачити, як архітектура легенів морських ссавців створює дві області легенів: одну заповнену повітрям і одну згорнуту. Дослідники вважають, що кров тече в основному через колапсовану область легень. Це призводить до так званої невідповідності вентиляції та перфузії, коли кисень і вуглекислий газ поглинаються кровотоком тварини, тоді як обмін азоту мінімізується або запобігається. Це можливо тому, що кожен газ має різну розчинність у крові. Домашня свиня, досліджена для порівняння, не виявила такої структурної зміни.
Цей механізм захистить китів і дельфінів від надмірного поглинання азоту, таким чином мінімізуючи ризик декомпресійної хвороби, кажуть дослідники.
" Надмірне навантаження, яке може виникнути під час дії штучного звуку, може призвести до збою системи та надходження крові до заповнених повітрям областей, що покращить газообмін і збільшить вміст азоту в крові та тканинах, коли тиск знижується під час підйому», пояснює Даніель Гарсія-Паррага з Fundacion Oceanografic, провідний автор дослідження.
Вчені вважали, що пірнаючі морські ссавці мають імунітет до «дайверської хвороби». Однак інцидент у 2002 році на берегу, пов’язаний з військовими ехолотними навчаннями, показав, що 14 китів, які загинули біля Канарських островів після висадки на берег, мали бульбашки газу в тканинах — ознака декомпресійної хвороби.
Додаткова інформація:
http://www.whoi.edu.