Descubren por qué las ballenas no sufren daños cerebrales al nadar

Unos vasos sanguíneos especiales en los cerebros de las ballenas podrían protegerlas de las pulsaciones, causadas por la natación, en su sangre que dañarían el cerebro.

Hay muchas teorías sobre el uso exacto de estas redes de vasos sanguíneos que acunan el cerebro y la columna vertebral de las ballenas, conocidas como 'retia mirabilia' (red maravillosa), pero en un nuevo estudio de zoólogos de la UBC (Universidad de Columbia Británica) creen haber resuelto el misterio, con modelos informáticos que respaldan sus predicciones.

Los mamíferos terrestres, como los caballos, experimentan "pulsaciones" en la sangre cuando galopan, donde la presión sanguínea dentro del cuerpo sube y baja en cada zancada. En un nuevo estudio publicado en Science, la autora principal, la doctora Margo Lillie, y su equipo han sugerido por primera vez que el mismo fenómeno se produce en los mamíferos marinos que nadan con movimientos dorso-ventrales; es decir, las ballenas. Además, es posible que hayan descubierto por qué las ballenas evitan el daño cerebral a largo plazo por este motivo.

En todos los mamíferos la presión sanguínea media es mayor en las arterias, o sea, la sangre que sale del corazón, que en las venas. Esta diferencia de presión impulsa el flujo sanguíneo en el cuerpo, incluso a través del cerebro, explica la doctora Lillie, investigadora asociada emérita del departamento de zoología de la UBC.

Sin embargo, la locomoción puede mover la sangre con fuerza, provocando picos de presión o "pulsos" en el cerebro. La diferencia de presión entre la sangre que entra y sale del cerebro en estos pulsos puede causar daños.

Este tipo de daños a largo plazo pueden provocar demencia en los seres humanos, afirma la doctora Lillie. Pero mientras que los caballos afrontan las pulsaciones inspirando y espirando, las ballenas retienen la respiración cuando bucean y nadan. "Así que si los cetáceos no pueden utilizar su sistema respiratorio para moderar los pulsos de presión, deben haber encontrado otra forma de lidiar con el problema", explica la doctora en un comunicado.

Lillie y sus colegas teorizaron que los retia utilizan un mecanismo de "transferencia de pulso" para asegurar que no haya diferencia en la presión sanguínea en el cerebro del cetáceo durante el movimiento, además de la diferencia media. Esencialmente, en lugar de amortiguar los pulsos que se producen en la sangre, la retia transfiere el pulso en la sangre arterial que entra en el cerebro a la sangre venosa que sale, manteniendo la misma 'amplitud' o fuerza de pulso, y así, evitando cualquier diferencia de presión en el propio cerebro.

Recogieron parámetros biomecánicos de 11 especies de cetáceos, incluida la frecuencia de aleteo, e introdujeron estos datos en un modelo informático.

"Nuestra hipótesis de que la natación genera pulsos de presión interna es nueva, y nuestro modelo apoya nuestra predicción de que los pulsos de presión generados por la locomoción pueden sincronizarse mediante un mecanismo de transferencia de pulsos que reduce la pulsatilidad del flujo resultante hasta en un 97%", afirma el autor principal, el doctor Robert Shadwick, profesor emérito del departamento de zoología de la UBC.

El modelo podría servir para plantear preguntas sobre otros animales y lo que ocurre con sus pulsos de presión sanguínea cuando se mueven, incluidos los humanos, destaca Shadwick. Y aunque los investigadores dicen que la hipótesis aún debe probarse directamente midiendo las presiones y el flujo sanguíneo en el cerebro de los cetáceos que nadan, esto no es posible actualmente desde el punto de vista ético y técnico, ya que implicaría poner una sonda en una ballena viva.

"Por muy interesantes que sean, son esencialmente inaccesibles --apunta-- Son los animales más grandes del planeta, posiblemente de la historia, y entender cómo se las arreglan para sobrevivir y vivir y hacer lo que hacen es una pieza fascinante de la biología básica".

"Entender cómo responde el tórax a las presiones del agua en profundidad y cómo influyen los pulmones en las presiones vasculares sería un paso importante --destaca el coautor, doctor Wayne Vogl, profesor del departamento de ciencias celulares y fisiológicas de la UBC--. Por supuesto, las mediciones directas de la presión y el flujo sanguíneos en el cerebro tendrían un valor incalculable, pero no son técnicamente posibles en este momento".