Paul J. Ponganis e Gerald L. Kooyman del Center for Marine Biotechnology and Biomedicine presso Scripps Institution of Oceanography forniscono la seguente risposta.
Alcune creature marine sfruttano grandi profondità., Le maggiori sfide fisiologiche nell’adattamento alla pressione sono probabilmente affrontate da quegli animali che devono viaggiare abitualmente dalla superficie a grande profondità. Due di questi animali sono il capodoglio e la balena tursiope. Fin dai tempi della caccia alle balene, questi animali sono stati riconosciuti come subacquei eccezionali, con segnalazioni di immersioni durate fino a due ore dopo essere stati arpionati. Oggi, con l’uso di sonar tracking e annessi registratori di profondità temporale, sono state misurate immersioni profonde fino a 6.000 piedi (più di un miglio sotto la superficie dell’oceano)., Le profondità di immersione di routine sono solitamente comprese tra 1.500 e 3.000 piedi e le immersioni possono durare tra 20 minuti e un’ora.
L’immersione in profondità può provocare distorsioni meccaniche e compressione dei tessuti, specialmente in spazi pieni di gas nel corpo. Tali spazi includono la cavità dell’orecchio medio, i seni d’aria nella testa e i polmoni. Lo sviluppo di anche piccoli differenziali di pressione tra una cavità d’aria e il suo tessuto circostante può causare distorsione tissutale e disruptiona condizione in subacquei umani noto come ” la compressione.,”In alcune specie di cetacei, la cavità dell’orecchio medio è rivestita da un esteso plesso venoso, che è postulato per diventare gonfio in profondità e quindi ridurre o cancellare lo spazio aereo e prevenire lo sviluppo della compressione. I cetacei hanno anche grandi tubi di Eustachio che comunicano con la cavità timpanica dell’orecchio e i grandi seni pterigoidi della testa. Questi seni d’aria della testa hanno un’ampia vascolarizzazione, che si pensa funzioni in modo simile a quello dell’orecchio medio e faciliti l’equilibrio della pressione dell’aria all’interno di questi spazi., Infine, la maggior parte dei mammiferi marini non ha seni cranici frontali come quelli presenti nei mammiferi terrestri.
Un altro organo suscettibile di danni da compressione è il polmone. Nelle balene e nelle foche in immersione profonda, le vie aeree periferiche sono rinforzate e si ipotizza che ciò consenta ai polmoni di collassare durante il viaggio in profondità. Tale collasso è stato osservato radiograficamente e confermato con analisi di azoto nel sangue nel sigillo di Weddell in immersione profonda.
Il collasso dei polmoni costringe l’aria lontano dagli alveoli, dove si verifica lo scambio di gas tra i polmoni e il sangue., Questo ottundimento dello scambio gassoso è importante nel subacqueo profondo perché impedisce l’assorbimento di azoto nel sangue e il successivo sviluppo di alti livelli di azoto nel sangue. Le alte pressioni di azoto nel sangue possono esercitare un effetto narcotico (la cosiddetta narcosi azotata) sul subacqueo. Si può anche portare alla formazione di bolle di azoto durante ascenta fenomeno noto come malattia da decompressione o ” le curve.”Il collasso dei polmoni nel subacqueo profondo evita questi due problemi.,
La perdita di scambio di gas in profondità ha un’altra implicazione importante: i polmoni del deep diver non possono servire come fonte di ossigeno durante l’immersione. Invece le balene e le foche che si immergono in profondità si affidano a grandi riserve di ossigeno nel sangue e nei muscoli. Diversi adattamenti consentono questo. In primo luogo, questi animali hanno volumi di sangue specifici di massa che sono da tre a quattro volte quelli trovati nei mammiferi terrestri (cioè da 200 a 250 millilitri di sangue per chilogrammo di massa corporea, in contrasto con un valore umano di 70 millilitri di sangue per chilogrammo)., In secondo luogo, la concentrazione di emoglobina (la proteina di trasporto dell’ossigeno nel sangue) è anche elevata a un livello circa il doppio di quello riscontrato negli esseri umani. In terzo luogo, la concentrazione di mioglobina, la proteina di stoccaggio dell’ossigeno nel muscolo, è estremamente elevata in questi animali, misurando circa 10 volte quella nel muscolo umano.
In sintesi, gli adattamenti anatomici primari per la pressione di un mammifero di immersione profonda come il centro di capodoglio su spazi contenenti aria e la prevenzione del barotrauma tissutale., Cavità d’aria, quando presente, sono rivestiti con plessi venosi, che si pensa di riempire in profondità, cancellare lo spazio aereo, e prevenire “la compressione.”I polmoni collassano, il che impedisce la rottura polmonare e (importante per quanto riguarda la fisiologia) blocca lo scambio di gas nel polmone. La mancanza di assorbimento di azoto in profondità impedisce lo sviluppo di narcosi azotata e malattia da decompressione. Inoltre, poiché i polmoni non servono come fonte di ossigeno in profondità, i subacquei profondi si affidano a riserve di ossigeno potenziate nel sangue e nei muscoli.
Articolo originariamente pubblicato il 2 maggio 2002.