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El aire está compuesto principalmente por nitrógeno y oxígeno. Los buceadores lo saben bien porque si ascienden a la superficie demasiado rápido después de una inmersión prolongada, la acumulación del nitrógeno en sus tejidos puede causarles la enfermedad descompresiva y, quizás, la muerte.
Este fenómeno, común a todos los mamíferos terrestres cuando se someten a perfiles de buceo, no sucede entre los marinos que solo parecen verse afectados cuando sufren un episodio de estrés –como enmallarse en una red pesquera o asustados por una señal de sonar–. Explicar esta diferencia es, desde hace décadas, motivo de discusión entre los científicos.
Ahora, un estudio publicado en la revista Proceedings of the Royal Society B. plantea que la clave “puede deberse a que unos y otros tienen distinta estructura y funcionalidad cardiopulmonar", explica su investigador principal y coordinador del Comité Científico de la Fundación Oceanogràfic, Daniel García-Párraga.
"Este documento abre una ventana a través de la cual podemos tomar una nueva perspectiva sobre la cuestión", añade Michael Moore, director del Centro de Mamíferos Marinos de la Institución Oceanográfica Woods Hole (WHOI, por sus siglas en inglés) de Massachusetts (EEUU) y coautor del estudio, junto a Andreas Fahlman, director del departamento de Investigación de la Fundación Oceanogràfic.
La hipótesis sostiene que la inusual arquitectura y funcionalidad del sistema respiratorio de ballenas y delfines les permite, de manera activa y no fundamentalmente pasiva como se pensaba hasta ahora, que puedan disminuir la absorción de elevadas cantidades de nitrógeno durante el buceo “y, por lo tanto, minimizar el riesgo de sufrir la enfermedad asociada al embolismo gaseoso", cuenta García-Párraga.
"Estos mecanismos funcionan durante las inmersiones en condiciones de normalidad, pero durante episodios de mucho estrés estas adaptaciones pueden fallar generando un embolismo gaseoso", afirma Fahlman.
Evitar el intercambio de gases
Todos los mamíferos, ya sean terrestres o marinos, necesitan aire para vivir y cuando se sumergen a grandes profundidades, la alta presión comprime sus pulmones y hace que sus alveolos –pequeños sacos al final de las vías respiratorias donde se produce el intercambio de gases– colapsen gradualmente.Si el animal ascendiese lentamente, el nitrógeno absorbido podría regresar poco a poco a los pulmones y exhalarse posteriormente. Pero si el ascenso es rápido, el gas solubilizado no tendría tiempo para volver a difundir a los pulmones, llegando a la sobresaturación y formando burbujas en sangre y tejidos. Dichas burbujas se expandirían como consecuencia de la menor presión durante el ascenso, lo que puede llegar a obstruir vasos y causar daños mecánicos en los tejidos.
Lo que propone este trabajo es que, en condiciones normales, los cetáceos no tienen este problema porque, durante la inmersión, el aire contenido en aparato respiratorio no entra en intercambio con la sangre.
De este modo, evitan incorporar un exceso de nitrógeno al organismo y pueden volver a superficie rápidamente sin la formación de las peligrosas burbujas en sangre y tejidos.
De pasivo a activo
Hasta ahora, los científicos creían que esto se debía fundamentalmente a que, en profundidad, los pulmones de estos mamíferos marinos se comprimían tanto que se impediría el intercambio de gases con la sangre. "Esta hipótesis, sin embargo, no explicaría cómo sobreviven a la descompresión los cetáceos que bucean a profundidades menores a las requeridas para alcanzar el colapso alveolar completo", señala García-Párraga.En estudios previos, investigadores de la WHOI tomaron imágenes de cadáveres mediante tomografía axial computarizada (o TAC) de especímenes de focas, delfines y otros animales al tiempo que se mantenían presurizados en una cámara hiperbárica. En ellas se pudo ver cómo su arquitectura pulmonar creaba dos regiones pulmonares: la superior, llena de aire, y otra completamente colapsada en la parte más declive.
“Estos resultados, sumados al trabajo sobre mecánica pulmonar que hemos realizado los últimos años en acuarios en todo el mundo con delfines y belugas entrenados para colaborar con los investigadores han sido cruciales para desarrollar la nueva hipótesis”, resalta Fahlman.