Почему киты не болеют кессонной болезнью
Если водолаз слишком быстро поднимется из морской глубины
на поверхность, его может поразить декомпрессионная, или
кессонная, болезнь. Но почему от нее не страдают глубоководные
киты и другие морские млекопитающие, которые дышат, как и
человек, – легкими? Ученые из Океанографического института
Вудс-Хоул (США) и Океанографического парка Валенсии (Испания)
предполагают, что морским животным удается
избежать болезни благодаря необычному строению их легких. Однако
внешние факторы могут увеличить риск заболевания у животных,
которые умеют его избегать.
Обычно киты, дельфины и морские свиньи (не путать с морскими
свинками!) из подотряда зубатых китов, а также морские черепахи
могут многократно погружаться на глубину и выныривать обратно – и
при этом они не страдают высотными болями (так иногда называют
декомпрессионную болезнь). Ученые долгое время недоумевали, как
им это удается.
Когда морские животные ныряют на глубину, где давление во много
раз выше, чем у поверхности воды, их легкие сжимаются. Это
разрушает их альвеолы – крошечные мешочки в конце дыхательных
путей, где происходит газообмен. Азотные пузырьки накапливаются в
крови и ткани животных. Если они поднимаются медленно, азот может
возвращаться в легкие и выдыхаться. Но если они поднимаются
слишком быстро, пузыри азота не успевают рассеяться обратно в
легкие. При меньшем давлении на более мелких глубинах пузырьки
азота расширяются в кровотоке и ткани, повреждая сосуды и вызывая
боль. Аналогичный процесс происходит и организме человека и
вызывает кессонную болезнь. Но не у морских млекопитающих.
Дело в том, что структура грудной клетки млекопитающих такова,
что позволяет их легким сжиматься. Ученые предположили, что это
пассивное сжатие является основной адаптацией морских
млекопитающих: оно позволяет избежать чрезмерного содержания
азота в крови, когда те находятся на глубине.
В рамках исследования морские биологи сделали КТ-изображения
умершего дельфина, тюленя и домашней свиньи, находящихся под
давлением в гипербарической камере. Команда смогла увидеть, что в
легких морских млекопитающих образуются два отдела: один заполнен
воздухом, а другой «сжат». Исследователи полагают, что кровь
течет главным образом через вторую область – ту, в которой почти
нет воздуха. Это вызывает так называемую неравномерность
вентиляции и перфузии различных отделов легких, что позволяет
поглощать кислород и углекислый газ в крови животного,
одновременно сводя к минимуму или предотвращая обмен азота. Такое
возможно, потому что каждый газ имеет разную растворимость в
крови. Подобную особенность не обнаружили у земной свиньи.
«Этот механизм защитит китообразных от чрезмерного количества
азота и, таким образом, минимизирует риск декомпрессионной
болезни», – отметил Даниэль Гарсия-Парраха из Океанографического
парка Валенсии, ведущий автор исследования.
Тем не менее этот природный механизм может давать сбой. Например,
из-за воздействия чрезмерного шума, который производит человек –
на корабле, во время исследовательских, поисковых, промышленных
работ. Сбой системы приводит к увеличению кровотока в заполненный
воздухом отдел легких. Это способствует расширению газообмена:
количество азота увеличивается в крови и тканях, когда давление
падает во время подъема.
Получается, что глубоководные морские млекопитающие все же могут
быть восприимчивы к декомпрессионной болезни – но не по своей
природе. В 2002 году работа на морском флоте сонаров, или
гидролокаторов – устройств активной эхо-локации, которые
предоставляют информацию о расстоянии до объекта, его скорости,
размере, – привела к тому, что большое количество китов выбросило
на берег Канарских островов. У 14 из них в тканях присутствовали
пузырьки газа – знак декомпрессионной болезни.
Команда из Океанографического института Вудс-Хоул и
Океанографического парка Валенсии отмечют, что дальнейшие
исследования потребуют разработки инструментов для анализа того,
как изменяется поток крови в легких морских млекопитающих и
вентиляция в зависимости от различных факторов-раздражителей
(таких, как звуковые волны гидролокаторов) во время погружения
животных на глубину.
[Фото: Phys.org, Ocean Care]
Источник
Биолог Ольга Филатова о том, как киты адаптируются к перепадам давления и в каких случаях у них возникает декомпрессионная болезнь
Что такое кессонная болезнь? Когда дайвер погружается под воду, давление увеличивается с глубиной. Например, на глубине всего лишь 10 метров давление в два раза больше, чем на поверхности. При высоких давлениях газы лучше растворяются в жидкости, поэтому, когда мы дышим воздухом из акваланга на глубине, в крови растворяется больше газа, чем обычно. Когда дайвер поднимается к поверхности слишком быстро, растворенный газ по мере снижения давления начинает выделяться из раствора, формируя пузырьки в крови и тканях, что может привести к множественным повреждениям. Поэтому дайверам приходится подниматься к поверхности медленно, с продолжительными остановками для декомпрессии.
Как же этого избегают киты? Ведь они постоянно ныряют на глубину и быстро поднимаются к поверхности, не делая никаких остановок. Особенно удивительными кажутся способности тех видов китов, которые кормятся на большой глубине. Например, кашалоты, клюворылы и ремнезубы ежедневно по многу раз ныряют на глубину больше километра, но у них не возникает никаких проблем с кессонной болезнью.
Причин этому несколько. Во-первых, в отличие от аквалангистов, киты не дышат под водой. Кислород они запасают в основном в крови и мышцах в связанной форме, а легкие во время ныряния у них сжимаются под давлением, воздух выдавливается в верхние дыхательные пути, и газообмен с кровью практически прекращается. Во-вторых, при нырянии у китов уменьшается частота сердечных сокращений и сжимаются периферические сосуды, снижая кровоток в мышцах. Основной смысл этой адаптации — в экономии кислорода, который расходуется прежде всего на поддержание жизненно важных органов — сердца и мозга, но это также снижает количество растворенных в крови газов. Кроме того, лишний азот абсорбируют жировые прослойки в организме китов. Кровь у китов идет к мозгу не по сонным артериям, а по особой артериальной сети, которая гасит перепады давления и, по-видимому, также играет роль в предотвращении кессонной болезни, так как часть этой сети как раз проходит через жировую прослойку, в которой растворяется избыток азота.
Тем не менее иногда киты все же становятся жертвами кессонной болезни. Начиная с 1960-х годов, когда военные стали использовать для поиска вражеских субмарин так называемый среднечастотный сонар, некоторые виды китов, кормящиеся на большой глубине, — клюворылы и ремнезубы — стали массово выбрасываться на берег после военных учений. Раньше представители этих видов выбрасывались на берег редко и всегда только поодиночке, но с момента введения в строй сонара стали регулярно происходить массовые выбросы, причем именно после военно-морских учений. Такие случаи были зарегистрированы на Карибских островах в 1974 году, на Канарских островах в 1985, 1988, 1989 и 2002 годах, в Греции в 1996 году, на Багамах в 2000 году.
Например, в 2002 году на Канарских островах после военных учений с использованием сонара на берег выбросились 14 клюворылов и ремнезубов. Киты начали выбрасываться на берег примерно через четыре часа после начала учений. Десять из этих китов впоследствии исследовали в лаборатории, чтобы выяснить причину гибели. При вскрытии не было обнаружено никаких следов воспаления или патогенов, однако киты имели многочисленные закупорки сосудов и кровоизлияния в жизненно важных органах, визуально идентичные повреждениям, возникающим у людей при кессонной болезни.
По всей видимости, кессонная болезнь у китов возникает в тех случаях, когда они начинают выныривать слишком быстро, а быстро выныривают они потому, что пугаются очень громких, незнакомых им звуков сонара. При стремительном подъеме организм китов не успевает компенсировать резкое падение давления, и по всему телу в разных тканях животного выделяются пузырьки газа — точно так же, как это происходит у аквалангистов, быстро всплывающих на поверхность без остановок для декомпрессии.
Источник
jean-claude · 11 ноября 2015
1,8 K
Студент + основатель проекта по переводу лекций MIT vk.com/kursomir
Первым делом хотелось бы развеять заблуждение, касающееся того, что морские млекопитающие (дельфины, киты, тюлени и др.) не болеют кессонной болезнью: благодаря физиологическим особенностям они ей меньше подвержены, однако случаи нахождения их на берегу с характерными последствиями кессонной болезни известны, и даже описаны в научных статьях (royalsocietypublishing.org и co.uk)
Теперь о причинах, почему они ей меньше подвержены:
Во-первых, все позвоночные при погружении имеют общие признаки, выраженные в той или иной степени: замедление сердечного ритма (брахикардия), уменьшение притока крови к мышцам (периферийная вазоконстрикция). У морских животных к этому добавляется и уменьшенный объем легких (именно уменьшенный, так как это позволяет избежать насыщения крови азотом). Также это связано с особой методикой глубоких погружений этих млекопитающих: находясь на поверхности, они активно вентилируют легкие, насыщая свои мышцы и кровь кислородом, а перед погружением полностью выдыхают воздух из легких. Таким образом, на глубине в легких отсутствует азот и, соответственно, нет его поступления в кровь.
У китов воздух в их лёгких под давлением вытесняется в трахею, защищенную от внешнего давления и имеющую значительный объём, не позволяющий воздуху сжиматься. Есть также предположение, что китов защищает их кровеносная система, состоящая из сети артерий, занимающей большую часть грудной клетки животного и снабжающей мозг кита кровью. Ученые выяснили, что мелкие сосуды сети проходят через жировую ткань. При этом скорость течения крови в сосудистой сети (из-за большой общей площади сечения сосудов) очень низка, благодаря чему азот из крови диффундирует через стенки сосудов в жировую ткань, а в жире азот растворим в шесть раз лучше, чем в воде. Ученые считают, что у китообразных таким образом предотвращается образование азотных пузырьков в крови (статья: biologists.org)
у вас поразительный талант говорить много слов никак не объясняющих суть вопроса.
оказывается можно все объяснить… Читать дальше
Структура грудной клетки морских млекопитающих такова, что позволяет их легким сжиматься. Это пассивное сжатие является основной адаптацией морских млекопитающих: оно позволяет избежать чрезмерного содержания азота в крови, когда те находятся на глубине. В легких морских млекопитающих образуются два отдела: один заполнен воздухом, а другой «сжат». Кровь течет главным… Читать далее
А у китов она просто невозможна. Дело в том, что кесонная болезнь у людей (водолазов) — связана с вдыханием воздуха повышенного давления — в результате в крови происходит накопление нейтральных газов (чаще всего — азота; но может быть и гелий и еще что-то что в смесях используют) также с повышенным давлением — эти-то газы и вскипают при быстром подъеме. А кит дышит… Читать далее
В лёгких воздух всё равно находится под давлением окружающей среды, а люди ныряльщики не так долго могут… Читать дальше
Действительно ли причиной кораблекрушения «Титаника» был айсберг?
Системный аналитик. Игрок в спортивное «Что? Где? Когда?»
Действительно, айсберг.
И хотя за прошедшие сто лет высказывались самые разные гипотезы об альтернативных причинах этой катастрофы (в спектре от торпедирования судна германской субмариной до проклятия египетской мумии), к ним нельзя относиться серьезно. Как-то я даже написал статейку про эти версии — если интересно узнать о них подобней, вот она: litvinovs.net
Прочитать ещё 1 ответ
У меня бронхиальная астма, я зоне риска?
Команда Яндекс.Кью помогает найти ответы на ваши вопросы о коронавирусе · yandex.ru/covid19
Здравствуйте! Мы нашли ответ, который может вам помочь. Предлагаем почитать ответ Вячеслава Троцака, врача-эпидемиолога по профилактике ВИЧ, СПИДа, венерических болезней на вопрос «Какую опасность представляет коронавирус для болеющих астмой?»
Если вам нужна личная консультация с врачом и у вас есть еще вопросы, вы можете найти ответы в справочнике или бесплатно задать вопрос врачу.
Что делать, если вас проглотил кит и вы очнулись у него в желудке?
Студентишка медицинского университета,футбольный фанат
Глотка кита из-за своего небольшого диаметра не пропустит вас в желудок. Но,если предположить,что вы все таки каким то образом попадете к киту в желудок,то последствия будут неутешительными — желудочный сок кита содержит такую же соляную кислоту,что и человек,но в гораздо большей концентрации.Вы получите ужасные химические ожоги всей поверхности тела и умрете от болевого шока или кровотечения,в таком случае.
Прочитать ещё 10 ответов
Источник
Анонимный вопрос · 24 декабря 2018
< 100
Интересуюсь искусством, музыкой, литературой, в свободное время и компьютерные…
Легкие морских животных умеют сжиматься из-за своего строения, поэтому на глубине в них не так много азота, который вызывает эту болезнь. Хотя морские животные всё-таки могут страдать от кессонной болезни, ведь их организм иногда дает сбои из-за внешних факторов.
В США пациентка умерла от супербактерии, устойчивой ко всем антибиотикам. Катастрофа надвигается?
Профессор кафедры госпитальной терапии Московской медицинской академии им. И.М…
Это проблема не сегодняшнего дня, суперустойчивые микробы известны уже больше пяти лет, они есть во всех странах мира, в том числе и в нашей стране. Это не новость для медиков, это хорошо известный факт, это общая тенденция роста устойчивости к антибиотикам.
Вам никто не скажет, победим ли мы эти бактерии, как подсказывает предшествующий опыт, предсказать, как будут распространяться по миру устойчивые микробы практически невозможно. Это процесс, который живет по своим законам и не подлежит прогнозам.
Общие рекомендации, чтобы не было катастрофических ситуаций, чтобы пациенты не умирали от сверхустойчивых микробов, следующие:
Прежде всего, это разумное использование антибиотиков в медицине, чтобы антибиотики назначались под строгим контролем.
Чтобы люди не занимались самолечением антибиотиками, а Министерство здравоохранения наконец выполнило свои обещания прекратить свободную продажу антибиотиков без рецепта.
Это государственный контроль за использованием антибиотиков и за устойчивостью к антибиотикам — то, чем занимается сейчас Америка и Европа. И, конечно, это государственный контроль за использованием антибиотиков в сельском хозяйстве, где животным при выращивании добавляют антибиотики, потому что на антибиотиках все растет быстрее. Дешевые антибиотики скармливаются животным, а микробы, которые живут у животных и у людей – одни и те же – и устойчивые штаммы образуются у животных, а к человеку попадают с продуктами питания — мясом.
Прочитать ещё 3 ответа
Почему люди не едят дельфинов?
Повар в одном из лучших ресторанов Петербурга. Никитиньё
Дельфины – одни из самых развитых существ, обитающих на Земле. Их способности еще полностью не изучены, но известно, что у них есть собственный язык, они хорошо понимают команды человека и умеют сопереживать. Поэтому мысль о том, что этих животных можно есть, кажется кощунственной. Тем не менее дельфинов едят во многих районах Японии.
www.youtube.com/embed/DCOGYlbHYNE?wmode=opaque
Во многих странах промысел дельфинов запрещен, но в Японии нет запрета на охоту и использование этих животных в качестве пищи. Международное сообщество осуждает это явление, но японцы не видят в нем ничего аморального.
Мясо дельфинов съедобное, некоторые говорят, что оно похоже по вкусу на тунца, другие утверждают, что оно не имеет ничего общего с рыбой. Дельфинов в основном едят только в Японии, в некоторых ее районах. С одной стороны, нельзя сказать, что это очень популярное и распространенное блюдо, но с другой, консервированное мясо этих животных можно купить почти в каждом супермаркете, а свежее – на всех рынках или в портах Японии, многие блюда из него считаются изысканными деликатесами.
Из дельфинов в Японии чаще всего готовят суп, обычно используют плавники, но иногда и мясо. Многие любят шашлык из этого мяса, другие предпочитают есть его сырым, как сашими – блюдо из сырой рыбы.
Постепенно спрос на дельфинов в Японии падает, так как вкус подобных блюд нравится далеко не всем, а загрязнение океана привело к тому, что в мясе дельфинов содержится много вредных веществ.
Прочитать ещё 1 ответ
Дайверам нельзя резко всплывать из-за кессонной болезни. А китам можно?
Китам можно, но не совсем.
Почему можно:
- Как было справедливо отмечено в данном ранее ответе, киты под водой не дышат. Если точнее, под водой они не проявляют легочного дыхания: их лёгкие сжимаются под давлением и вытесняют воздух в верхние дыхательные пути, что прекращает газообмен.
- Под водой киты запасают кислород в крови (↑ количество гемоглобина в эритроцитах) и тканях (↑ количество миоглобина в мышцах). Таким образом, постоянная потребность в кислороде разрешается депонированием и одним только клеточным дыханием.
- При нырянии у кита снижается частота сердечных сокращений и суживаются сосуды, что уменьшает омывание кровью тканей, снижая тем самым клеточное дыхание, таким образом экономя кислород.
- В теле кита значительную часть массы занимает жир, растворимость в котором азота очень велика. Таким образом, весь поступивший в кровь азот перераспределяется в жир. Как было справедливо отмечено в комментарии на прежде данный ответ, киты не могут всплывать резко, поскольку азот растворяется не сразу. Тем не менее, они могут всплыть намного быстрее, чем аквалангист.
- Киту не грозит газовая эмболия сосудов головного мозга, поскольку к нему кровь у кита несёт не прямая и широкая сонная артерия, а сосудистая сеть, проходящая через всё ту же жировую прослойку.
Почему не совсем:
Приблизительно со второй ½ XX века вооружённые силы стали применять для поиска подводных лодок противника среднечастотные сонары — глубоководные киты стали реагировать на них испугом и выбрасыванием на берег. Было обнаружено, что эти киты погибали именно от кессонной болезни. Только причиной служила в первую очередь не закупорка сосудов пузырьками газа, а разрыв ими тканей.
Прочитать ещё 1 ответ
Что происходит с животными, хозяев которых отправили на карантин?
К сожалению, с домашними животными в текущей ситуации не происходит ничего хорошего: чаще всего, когда людей забирают в госпиталь, животные остаются предоставлены сами себе.
В первые недели эпидемии в Китае от жажды и голода умерло огромное количество животных. Позже правительство организовало патрули, которые выдают брошенным питомцам еду и воду. Иногда на помощь приходят неравнодушные соседи.
Сотрудница патруля кормит кошку, оказавшуюся взаперти
Но специальные службы квартиру не убирают и туалет не меняют, и у соседей может просто не быть доступа в квартиру – максимум смогут дать корм под дверью или через балкон. Так что тех, кто вылечился, по возвращении домой ждет квартирный апокалипсис. В нашем Телеграм-канале есть несколько видео с примерами таких брошенных животных.
Если у вас есть домашние животные, то заранее подумайте об их судьбе, на случай если вас заберут на карантин.
Прочитать ещё 11 ответов
Источник