La descompresión en animales marinos. ¿La hacen?

Seguro que nos lo hemos preguntado más de una vez. ¿Hacen descompresión las ballenas o los delfines? Así como otros animales marinos, que respiran aire en superficie, pero bucean durante largo tiempo, algunos a enormes profundidades, como los cachalotes, que bajan a más de 2000 metros a buscar calamares, su comida favorita. ¿Sufren la enfermedad descompresiva?

La contestación a esta pregunta se está desarrollando desde hace muchos años por la comunidad científica, pero esta pasada primavera, la Fundación Oceanogràfic de Valencia revolucionó la teoría sobre el buceo de los mamíferos con la publicación de su propuesta en la prestigiosa revista científica Proceedings of the Royal Society B. El título de la publicación es “Pulmonary ventilation – perfusión mismatch: a novel hypothesis for how diving vertebrates may avoid the bends” (Ventilación pulmonar – desajuste de perfusión: una nueva hipótesis de cómo los vertebrados marinos podrían evitar la enfermedad descompresiva).

Nuestro agradecimiento a la Fundación Oceanogràfic que nos ha permitido utilizar su publicación para divulgarla entre vosotros, y a los autores firmantes: Daniel García Párraga, Michael Moore y Andreas Fahlman.

La descompresión en apnea

El ser humano, practicando la inmersión en apnea, es decir, bloqueando la respiración bajo el agua, suele hacer inmersiones por un tiempo inferior a 5 minutos, algunos algo más, según su entrenamiento, capacidad y actividad. Si se hacen un número suficiente de descensos en apnea, si no se respeta la velocidad de ascenso o ambas características combinadas, sufrimos la enfermedad descompresiva, aunque no respiremos bajo el agua. Por eso se han desarrollado tablas de descompresión para buceo en apnea.

Sin embargo sorprende la capacidad de muchos animales acuáticos pulmonados, es decir, que respiran aire en superficie, para estar la mayor parte del tiempo bajo el agua, pero sin sufrir embolia gaseosa en su ascenso a respirar de nuevo, como ejemplo se nos puede ocurrir las tortugas, los delfines, las ballenas… hasta llegar al extremo de los cachalotes, que hacen inmersiones hasta más de 2000 metros de profundidad, con permanencias de hasta 30 minutos y suben a superficie a una velocidad envidiable sin tener ningún problema descompresivo. ¿Es que son de otro planeta?

Parece como si las leyes físicas que aprendemos relacionadas con el buceo no rigieran en este tipo de seres marinos, pero ya desde hace tiempo se ha descubierto la incidencia de la enfermedad descompresiva en animales varados o capturados enfermos o atrapados, por ejemplo, tortugas, delfines o ballenas. Se han postulado teorías sobre la embolia gaseosa en animales marinos, que veremos.

Teoría de la descompresión en vertebrados marinos

La teoría aceptada y basada en observaciones tanto en capturas como en animales varados, sobre todo tortugas y ballenas, consistía en una defensa pasiva contra la embolia gaseosa en el ascenso, siendo que los mamíferos marinos, al aumentar la presión, se colapsan sus alveolos por lo que se bloquea el intercambio gaseoso a profundidad. Esa es la principal base para limitar la disolución de N2 y así evitar el embolismo gaseoso en el ascenso. Esta acción es pasiva, ya que es la propia presión la que provoca el colapso pulmonar.

Esta hipótesis sin embargo deja importantes lagunas respecto a la protección frente a la enfermedad descompresiva de animales que bucean a poca profundidad, ya que para que el colapso pulmonar ocurra tiene que aumentar la presión suficientemente, algo que no se puede suponer en algunos delfines o tortugas (y otros), por ejemplo, que no suelen pasar los 25 o 30 metros de profundidad en sus inmersiones, pero tampoco sufren la enfermedad descompresiva.

El estudio de cetáceos y tortugas varados o capturados ha mostrado que, bajo circunstancias inusuales, los vertebrados marinos pueden desarrollar una embolia gaseosa que se manifiesta como la enfermedad descompresiva. Los modelos desarrollados para humanos en apnea sobre el intercambio tisular y dinámica de gases ya sugieren que cambios en el flujo y distribución de la sangre pueden jugar un importante papel. Estos trabajos sobre modelos descompresivos también han mostrado que nuestro conocimiento sobre la fisiología del buceo en muchas especies es pobre.

Para este estudio, se han combinado conocimientos anteriores sobre los mecanismos alternativos usados por tortugas y mamíferos marinos para controlar el intercambio de gases en los pulmones, mediante el control de la distribución del intercambio alveolar y el gasto cardiaco respecto a la perfusión pulmonar.

Se ha comprobado que alteraciones en la relación de intercambio han sido provocadas por el ser humano al causar estrés fisiológico, siendo la utilización del sonar el factor más aceptado. En este estudio se da una explicación de cómo el sonar puede provocar alteraciones fisiológicas causando la enfermedad descompresiva y se expone un nuevo mecanismo de cómo los animales marinos que respiran aire, normalmente evitan los problemas de embolismos observados en los buceadores humanos.

La enfermedad descompresiva en animales marinos

Es evidente y aceptado en común, que el mecanismo empleado por los animales marinos para evitar la enfermedad descompresiva es limitar al máximo e incluso impedir la difusión de N2 en su organismo. Se ha observado que la relación del volumen pulmonar con la masa corporal de los animales buceadores es muy inferior a la del ser humano, siendo esta característica una obvia limitación al intercambio gaseoso, pero no suficiente como para explicar la ausencia de la enfermedad descompresiva, especialmente en inmersiones poco profundas.

Se ha observado la presencia de embolia gaseosa en animales que han estado sometidos a estrés durante su inmersión, por ejemplo, al sufrir enganchones con redes de pesca, así como el estrés mencionado anteriormente debido al ser humano empleando el sonar en los barcos. Este último efecto ha sido evidenciado al producirse varadas de cetáceos en zonas donde se han producido maniobras militares. El efecto del sonar ha quedado muy bien relacionado en el caso de las ballenas, que son muy sensibles al mismo, por lo que el estrés resultante puede alterar sus mecanismos de defensa, al necesitar más intercambio por el aumento del CO2, lo que automáticamente expone al animal a una mayor tasa de absorción de nitrógeno, al limitar su mecanismo de defensa.

Esto explica que los animales marinos desarrollan un sistema fisiológico para evitar la enfermedad descompresiva controlado por su sistema nervioso. En el artículo publicado se exponen los hallazgos realizados a través del estudio de animales, pero es un estudio científico, por lo tanto muy técnico, por lo que no parece procedente reproducirlo aquí, sino informar del mismo mediante un pequeño resumen. La publicación está en inglés y tenemos permiso para enviárosla a todos aquellos que nos la solicitéis.

La hipótesis desarrollada en el artículo publicado sugiere, gracias a las observaciones realizadas, que no solamente se produce una limitación a la posibilidad de disolver nitrógeno mediante el colapso pulmonar, algo que se puede conseguir solo a mayores profundidades, sino que se produce una regulación de la membrana respiratoria y de la circulación pulmonar.

Se desplaza el aire a zonas del árbol respiratorio, donde no se produce intercambio gaseoso por no ser parte de la membrana respiratoria. Así, se puede mantener la circulación pulmonar, pero sin la absorción de nitrógeno, ya que la sangre circula por donde no se puede producir la hematosis. Este desplazamiento es reversible dependiendo de la necesidad de captura de oxígeno y cesión de dióxido de carbono.

Se dispone de una regulación circulatoria, de forma que la sangre es dirigida a áreas pulmonares sin difusión gaseosa o a áreas con difusión limitada. El hallazgo de esta derivación de la circulación pulmonar ha sido la base de las nuevas hipótesis. El conjunto mostrado explica mejor la ausencia de la embolia gaseosa, especialmente en animales buceadores a menor profundidad, así como la presentación de la enfermedad descompresiva en episodios de estrés, por la inhibición del sistema parasimpático.

Así, podríamos hacer un grosero resumen diciendo que en la estructura pulmonar de estos animales marinos se crean 2 áreas diferentes, una con aire y otra colapsada, pero incluso el área con aire puede regular la exposición del aire a la membrana respiratoria según la necesidad. Este hecho, junto a la regulación de la circulación pulmonar, es el que puede evitar la embolia gaseosa en el ascenso.

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