Paul J. Ponganis i Gerald L. Kooyman Z Center for Marine Biotechnology and Biomedicine przy Scripps Institution of Oceanography udzielają następującej odpowiedzi.
niektóre morskie stworzenia eksploatują wielkie głębokości., Największe fizjologiczne wyzwania związane z przystosowaniem się do ciśnienia stoją prawdopodobnie przed tymi zwierzętami, które muszą rutynowo podróżować z powierzchni na dużą głębokość. Dwa takie zwierzęta to kaszalot i Wieloryb butlonose. Od czasów wielorybnictwa zwierzęta te były uznawane za wyjątkowych nurków, a doniesienia o nurkowaniu trwały nawet dwie godziny po ich harpoonie. Obecnie, przy użyciu sonaru śledzenia i dołączonych rejestratorów głębokości, zostały zmierzone nurkowania tak głębokie, jak 6,000 stóp (ponad milę pod powierzchnią oceanu)., Rutynowe głębokości nurkowania są zwykle w zakresie od 1500 do 3000 stóp, a nurkowania mogą trwać od 20 minut do godziny.
nurkowanie na głębokość może powodować mechaniczne zniekształcenia i kompresję tkanek, szczególnie w wypełnionych gazem przestrzeniach w ciele. Takie przestrzenie obejmują jamę ucha środkowego, Zatoki powietrzne w głowie i płuca. Rozwój nawet małych różnic ciśnień między wnęką powietrzną a otaczającą ją tkanką może spowodować zniekształcenie i zakłócenie stanu tkanek u ludzkich nurków, znanego jako „ściskanie”.,”U niektórych gatunków waleni Jama ucha środkowego jest wyłożona rozległym splotem żylnym, który postuluje się, aby nabrzmiał na głębokości, a tym samym zmniejszyć lub zatrzeć przestrzeń powietrzną i zapobiec rozwojowi ściśnięcia. Walenie mają również duże trąbki Eustachiusza komunikujące się z jamą bębenkową ucha i dużymi zatokami pterygoidalnymi głowy. Te zatoki powietrzne głowy mają rozległy unaczynienie, które uważa się za funkcjonujące w sposób podobny do ucha środkowego i ułatwiają wyrównanie ciśnienia powietrza w tych przestrzeniach., Ponadto u większości ssaków morskich brak zatok czołowo-czaszkowych, jak u ssaków lądowych.
kolejnym narządem podatnym na uszkodzenie kompresji jest płuco. U nurkujących wielorybów i fok obwodowe drogi oddechowe są wzmocnione i postuluje się, że pozwala to płucom zapadać się podczas podróży na głębokość. Takie załamanie zostało zaobserwowane radiologicznie i potwierdzone analizami azotu krwi w nurkującej Foce Weddella.
zapaść płuc wymusza powietrze z pęcherzyków płucnych, gdzie zachodzi wymiana gazowa między płucami a krwią., To zacieranie wymiany gazowej jest ważne w nurku głębokim, ponieważ zapobiega wchłanianiu azotu do krwi i późniejszemu rozwojowi wysokiego poziomu azotu we krwi. Wysokie ciśnienie azotu we krwi może wywierać działanie narkotyczne (tzw. narkoza azotowa) na nurka. Może również prowadzić do tworzenia się pęcherzyków azotu podczas zjawiska ascenta znanego jako choroba dekompresyjna lub ” zakręty.”Zapadnięcie się płuc u nurka głębokiego unika tych dwóch problemów.,
utrata wymiany gazowej na głębokości ma inną ważną implikację: płuca nurka głębokiego nie mogą służyć jako źródło tlenu podczas nurkowania. Zamiast tego nurkujące głęboko wieloryby i foki polegają na dużych zapasach tlenu we krwi i mięśniach. Umożliwia to kilka adaptacji. Po pierwsze, zwierzęta te mają objętość krwi specyficzną dla masy, która jest trzy do czterech razy większa niż u ssaków lądowych (tj. 200 do 250 mililitrów krwi na kilogram masy ciała, w przeciwieństwie do wartości ludzkiej 70 mililitrów krwi na kilogram)., Po drugie, stężenie hemoglobiny (białka transportującego tlen we krwi) jest również podwyższone do poziomu około dwa razy, który znajduje się u ludzi. Po trzecie, stężenie mioglobiny, białka magazynującego tlen w mięśniach, jest niezwykle podwyższone u tych zwierząt, mierząc około 10 razy więcej niż w mięśniach ludzkich.
podsumowując, podstawowe adaptacje anatomiczne do ciśnienia ssaka głęboko nurkującego, takie jak Centrum kaszalota na przestrzeniach zawierających powietrze i zapobieganie barotraumom tkankowym., Ubytki powietrza, gdy są obecne, są wyłożone splotami żylnymi, które uważa się, że wypełniają się na głębokości, zacierają przestrzeń powietrzną i zapobiegają „ściskaniu.”Zapadają się płuca, co zapobiega pękaniu płuc i (ważne z punktu widzenia fizjologii) blokuje wymianę gazową w płucach. Brak absorpcji azotu na głębokości zapobiega rozwojowi narkozy azotowej i choroby dekompresyjnej. Ponadto, ponieważ płuca nie służą jako źródło tlenu na głębokości, nurkowie głęboko polegają na zwiększonych zapasach tlenu we krwi i mięśniach.
artykuł opublikowany 2 maja 2002 roku.