El sistema circulatorio de los mamíferos acuáticos es especial

El cambio en el ambiente ha implicado varias modificaciones en su anatomía y fisiología que les han permitido sobrevivir. En esta contribución nos centraremos únicamente en las modificaciones al sistema circulatorio.
El sistema circulatorio de los mamíferos acuáticos tuvo que adaptarse a cuatro principales problemas. El primero se relaciona con preservar oxígeno necesario para las apneas (suspensión de la respiración). El segundo es poder mantener la temperatura. El tercero es el manejo de gas nitrógeno, y el cuarto la descompresión.

La preservación del oxígeno se relaciona con mayor capacidad de almacenamiento en sangre y músculos en comparación con los mamíferos terrestres, lo que les permite realizar apneas largas durante los buceos. Este almacenamiento se debe a su alto contenido de eritrocitos (7 a 11 millones por centímetro cúbico) y de mayor tamaño (8 a 10 micras). En comparación con los humanos, que tienen 5 millones por centímetro cúbico con un tamaño de 5 micras. Los músculos contienen alta cantidad de mioglobina (aproximadamente 2.8 veces más, comparado con los mamíferos terrestres) lo que les permite almacenar una gran cantidad de oxígeno. La alta concentración de mioglobina hace que el músculo se vea casi de color negro.

Otra manera de optimizar el consumo de oxígeno, consiste en restringir el flujo sanguíneo a órganos o músculos no vitales durante el buceo. La restricción del flujo sanguíneo se limita por medio de un sistema de válvulas ubicadas estratégicamente en el sistema circulatorio, lo que ocasiona un aumento en la presión sanguínea. La variación de la presión no afecta a los organismos debido a que sus arterias tienen regiones más anchas llamadas plexos. Los plexos se ubican en diferentes partes del cuerpo, como médula espinal, base del cerebro y riñones. También existe una disminución en la variación del ritmo cardíaco, para quitar esfuerzo al corazón, de hasta el 30% de lo normal, fenómeno conocido como bradicardia.

La sangre es la protagonista en mantener la temperatura corporal. En los habitantes de mares gélidos, la piel está en contacto directo con el ambiente, por lo que pueden experimentar una gran pérdida de calor. Estas especies tienen un sistema de contraflujo de la sangre. El sistema de contraflujo administra el calor de la sangre teniendo una región en la que la arteria con sangre caliente que viene del centro del cuerpo está en contacto con una vena que proviene de la periferia con sangre fría. De este modo se enfría la sangre que viaja hacia la periferia y se calienta la que regresa al centro del organismo, optimizando la energía calorífica. Otra adaptación que presentan es que su piel tiene una gruesa capa de grasa que lo aísla perfectamente de las bajas temperaturas. El problema es cuando la temperatura exterior aumenta, en ese caso se puede sobrecalentar muy rápidamente. El sistema de contraflujo que se encuentra en sus aletas y le sirve para homogeneizar la temperatura del interior del organismo.

El tercer problema importante es la narcosis del nitrógeno, que produce un efecto similar a una intoxicación alcohólica. Cuando la presión aumenta a causa de la profundidad del buceo el nitrógeno interviene en la trasmisión nerviosa, lo que causa somnolencia, desorientación y en ocasiones resulta fatal. En general, el proceso consiste en que, a mayor presión en los pulmones causada por la presión exterior, el nitrógeno puede entrar a la sangre y dispersarse por el cuerpo. El nitrógeno altera la conducción eléctrica de los axones y las transmisiones sinápticas, lo que inhibe la comunicación entre las células nerviosas. Esto sucede en todo el organismo, pero en el cerebro tiene un efecto considerable. Algunas de las especies de mamíferos acuáticos lo resuelven sacando todo el aire de los pulmones previo a un buceo profundo, así, la cantidad de nitrógeno disponible en los pulmones que pasa a la sangre no es suficiente para producir la narcosis.

El síndrome de descompresión o embolia gaseosa por disminución de presión atmosférica es el cuarto problema al que se enfrentan los mamíferos acuáticos, debido a la profundidad de sus buceos. Este fenómeno se produce cuando la presión del aire desciende bruscamente, produciendo una disminución de la solubilidad de los gases en los líquidos (el nitrógeno en la sangre), formándose burbujas de gas en el organismo. El fenómeno se produce al finalizar el buceo y se regresa a la superficie. Las burbujas de gas se generan en el torrente sanguíneo y pueden tapar los capilares, lo que impide el flujo sanguíneo, limitando el paso de la sangre y el acceso al oxígeno de esas células. Si sucediera este fenómeno en el encéfalo, parte de éste podría morir. La adaptación consiste en limitar la cantidad de gases en el sistema circulatorio.

Para la mayoría de los mamíferos terrestres, el ambiente acuático y en particular el bucear a grandes profundidades, podrían causar una serie de transtornos a su salud, pero no es así para los acuáticos, gracias a las adaptaciones que han adquirido. 

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Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, S. C. Instituto Politécnico Nacional 195, CP. 23205, La Paz, Baja California Sur, México. Email [email protected] (AGM-G), [email protected] (STA-C).