Dentro de los cofres de delfines y ballenas dentadas hay un misterio anatómico: un laberinto de pequeños vasos sanguíneos parecidos a gusanos llamados "rete torácica", cuyo propósito ha desconcertado a los científicos durante mucho tiempo. Joy Reidenberg, anatomista de la Escuela de Medicina Icahn de Mount Sinai, cree que ha descubierto para qué sirve. Si tiene razón, podría ser la clave para desarrollar un dispositivo que pueda prevenir la condición mortal que todos los buceadores temen: las curvas.
Reidenberg es uno de varios investigadores cuyo trabajo se está reduciendo en cómo las especies marinas logran sumergirse en las profundidades de los océanos y regresar de ellas de manera segura. Y esa creciente comprensión de la anatomía de los delfines, ballenas, tortugas y peces está trayendo sueños de permitir que los buzos humanos se sumerjan más profundo, más rápido y con mayor seguridad un poco más cerca de la realidad.
Reidenberg examinó 10 delfines y marsopas muertos que quedaron varados en tierra para rastrear las conexiones entre los misteriosos vasos sanguíneos y el resto de las anatomías de los animales. Lo que encontró fue una red que sospecha que podría funcionar como una especie de "clasificador de monedas" para gases, atrapando las burbujas de nitrógeno que se forman a medida que los buzos resurgen al atraparlas en recipientes cada vez más pequeños. Esto a su vez evita que entren en las articulaciones y bloqueen el suministro de sangre a los órganos, lo que puede causar la enfermedad de descompresión letal, también conocida como las curvas.
Todavía necesita probar completamente esta teoría, pero otras investigaciones recientes parecen darle crédito a su idea. Un estudio publicado en abril por investigadores de la Institución Oceanográfica Woods Hole y la Fundación Oceanografic en España encontró que los pulmones de los mamíferos marinos se comprimen bajo presión de tal manera que las burbujas de nitrógeno se mantienen fuera del torrente sanguíneo.
Es diferente en los humanos. A medida que se sumerge más profundamente, el aumento de la presión hace que el nitrógeno en el aire que ha respirado se disuelva en su sangre. Sube demasiado rápido y el nitrógeno se disuelve para formar burbujas de gas en el torrente sanguíneo, donde se expanden y pueden atascarse en las articulaciones y los órganos vitales. Sin las adaptaciones de los mamíferos marinos, los buzos deben elevarse lentamente, a menudo con descansos, para evitar este problema. Eso permite que las burbujas de nitrógeno se abran paso gradualmente desde la sangre hasta los pulmones, donde pueden exhalarse en la superficie, de la forma en que cuidadosamente abrirías lentamente una lata de refresco para liberar los gases que se han acumulado bajo presión.
Para probar su teoría de la función del rete, Reidenberg bombearía una solución similar a un seltzer a través de las venas de una carcasa de delfín y colocaría esa carcasa dentro de una cámara de recompresión que se ha insertado en un escáner CT. A medida que aumenta la presión para simular una inmersión, los gases en el fluido se disolverían en el torrente sanguíneo. Luego, a medida que el nitrógeno comienza a resurgir como "microburbujas" durante el ascenso simulado, el rete torácico, con suerte, los desviaría para mantenerlos alejados de los órganos vitales hasta que puedan liberarse en las venas, lo que lleva a los pulmones a exhalar en la superficie .
"A medida que se acercan a la superficie, las burbujas se desviarían y los pulmones podrían volver a expandirse y las burbujas eventualmente se bombearían a los pulmones", dice Reidenberg. El rete actuaría como una especie de "circuito de derivación para atrapar ese gas extra".
Una lesión esférica encontrada en una costilla de un cachalote muerto, probablemente causada por las burbujas de nitrógeno que se formaron cuando la ballena se elevó demasiado rápido desde profundidades de alta presión. (Tom Kleindinst / Institución Oceanográfica Woods Hole) Si se prueba esa función de la rete, los riesgos y el tiempo de espera para los buceadores humanos podrían reducirse al crear, esencialmente, una rete externa para los humanos. Las posibilidades son significativas: imagina a los buzos de Navy SEAL haciendo operaciones encubiertas, dice Reidenberg. “Lo último que desearía es que estuvieran sentados a unos metros de la superficie, esperando en la última parada de descompresión, que es la parada más larga. Hoy en día, podrían renunciar a esa parada, salir a la superficie más rápido y arriesgarse a doblarse ”.
Pero si tuvieran un dispositivo escondido en sus espaldas, conectado a su sistema de circulación a través de un vaso sanguíneo cerca de la superficie de la piel, la inmersión sería más rápida y segura, tanto desde una perspectiva militar como de salud. Al principio sería voluminoso, pero, dice Reidenberg, no más que un sistema intravenoso en el que un paciente del hospital podría estar conectado.
No todos están convencidos del futuro de este dispositivo. "La gente ha estado mirando a los animales buceadores durante décadas preguntándose cómo manejan la profundidad y la presión", dice Laurens Howle, un ingeniero mecánico en la Universidad de Duke que ha trabajado en modelar la gravedad de las curvas en diferentes escenarios. Él dice que las teorías de Reidenberg sobre el rete son interesantes y "podrían ser el caso", pero señaló que la diferencia entre los mamíferos marinos y los terrestres es que respiran en la superficie antes de bucear. Mientras tanto, respiramos continuamente a través de tanques de aire, lo que significa que tenemos más nitrógeno disponible para formar burbujas.
¿En cuanto al prototipo voluminoso? "Sí, no sé si me gustaría probar eso", dice Howle.
Curiosamente, los mamíferos marinos no siempre tienen éxito al evitar las curvas. Investigaciones recientes sobre esqueletos de ballenas han revelado que incluso las ballenas pueden sufrir daños óseos característicos de las curvas. Se cree que factores estresantes inesperados como el sonar son los principales culpables, lo que hace que los animales se apresuren hacia la superficie, lo que hace que descompriman sus pulmones demasiado rápido.
Las ideas contra las curvas no son lo único que podemos aprender de estos animales al diseñar la próxima generación de tecnología de buceo. Uno de los mayores avances inspirados por los mamíferos marinos son las aletas basadas en la anatomía de los delfines. La "monofina" ha existido desde la década de 1970 y ha reducido los tiempos de buceo para los buceadores gratuitos al reemplazar nuestros dos pies incómodos con una platija similar a un delfín. Desde entonces, ha habido varios avances en esa aleta para hacerlo aún más parecido a un delfín.
“Se parece a la cola de los mamíferos que se zambullen, como las ballenas, los delfines, etc., ya que proporciona una forma muy eficiente de transferir el poder de los músculos al empuje hacia adelante en el agua. De ahí que la naturaleza lo haya adoptado ”, dijo Stephan Whelan, creador de la comunidad de buceo en línea DeeperBlue.com.
Otras aletas copian los bultos o tubérculos que tienen las jorobadas en sus aletas, lo que reduce la resistencia y mejora la maniobrabilidad.
“Se han utilizado en molinos de viento, ventiladores, un spoiler de autos de carrera de McLaren. La compañía británica Zipp los usó en ruedas de bicicleta. Aviones, por supuesto. Speedo produjo una aleta de entrenamiento llamada Némesis ”, dice Frank Fish, biólogo de la Universidad de West Chester en Pensilvania, que ha desarrollado una serie de productos biomiméticos, aplicaciones inspiradas en la fisiología animal, incluidos los tubérculos inspirados en la joroba. Hay nuevos trajes de neopreno que han copiado los dientes superpuestos como dientes de piel de tiburón para reducir el arrastre, y gafas que copian cómo los peces y algunas flores atrapan el agua para crear una vista más clara.
Algunas adaptaciones de animales, sin embargo, no son imitables. John Davenport, biólogo marino del University College Cork en Irlanda, ha trabajado para descubrir cómo y por qué las traquias de las tortugas baulas, que colapsan progresivamente a medida que los animales se sumergen más profundamente, se construyen de la manera en que están. Él llama a la estructura "básicamente una evolución alternativa de 140 millones de años" de la estructura respiratoria de los mamíferos marinos. Pero, dijo, "me temo que no puedo ver un uso obvio de la estructura traqueal laúd en el buceo humano".
Copiar el colapso de los pulmones de delfines y ballenas también parece infructuoso; Los pulmones humanos son pegajosos y no se vuelven a inflar fácilmente una vez que colapsan.
Pero esa podría ser otra forma, quizás incluso más valiosa, de imitar la anatomía de los mamíferos marinos.
Reidenberg todavía está buscando fondos para buscar un dispositivo de buceo que evite las curvas, pero mientras tanto ya ha comenzado a tratar de aprender de los pulmones de los animales. En una nueva colaboración, se ha asociado con otros investigadores para mapear el sistema vascular de una ballena fetal en un esfuerzo por descubrir cómo los pulmones de las ballenas cambian su elasticidad y cómo podemos aplicar eso para revertir enfermedades pulmonares como el enfisema en humanos.
Es una forma más en los mamíferos marinos que podría ayudarnos a encontrar una manera de respirar mejor: en el agua y en la tierra.
