Un reciente estudio muestra que se puede usar un dispositivo portátil no invasivo basado en espectroscopia de infrarrojo cercano (NIRS, por sus siglas en inglés) para investigar el volumen sanguíneo y los patrones de oxigenación en mamíferos marinos que bucean libremente.

Los resultados de la investigación proporcionan nuevos conocimientos sobre cómo las focas distribuyen sangre de manera voluntaria y administran el suministro de oxígeno a sus cerebros y grasa, lo que proporciona información importante sobre los patrones fisiológicos básicos asociados con el buceo.

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Identificando cambios del volumen sanguíneo

En respuesta a la inmersión en agua, los mamíferos muestran una serie de respuestas cardiovasculares como la reducción de la frecuencia cardíaca y la constricción de los vasos sanguíneos periféricos. Pero la investigación de la distribución y la oxigenación de la sangre por inmersión en mamíferos marinos, hasta ahora se han visto limitada por la falta de tecnología no invasiva que se pueda utilizar en estos animales.

Para el estudio, los investigadores utilizaron un dispositivo portátil que permitió registrar el volumen de sangre y los patrones de oxigenación de los animales examinados.

Los autores plantearon la hipótesis de que NIRS podría abordar este inconveniente, al proporcionar medidas relativas de alta resolución de hemoglobina oxigenada y no oxigenada en tejidos específicos, datos que a su vez se pueden utilizar para estimar los cambios en el volumen sanguíneo.

Para el estudio, los investigadores adaptaron la tecnología NIRS a un dispositivo que llamado PortaSeal para usarla en focas y tener un registro fiable del volumen de sangre y los patrones de oxigenación, específicamente en el cerebro y la grasa.

Los autores utilizaron este dispositivo para obtener datos NIRS continuos y detallados de cuatro focas que nadaban libremente en un hábitat de forrajeo casi natural. El dispositivo está adherido al pelaje de los animales, ya sea en la cabeza para medir la sangre cerebral, o en el hombro, donde registra la circulación periférica. Una vez concluida la prueba, el dispositivo se retira fácilmente y los datos son descargados.

Plasticidad fisiológica

Curiosamente, los resultados mostraron que las focas generalmente contraen sus vasos sanguíneos periféricos, acompañados por un aumento en el volumen de sangre cerebral, aproximadamente 15 segundos antes de la inmersión.

Los datos revelaron que las focas pueden ejercer un control activo sobre sus sistemas circulatorios antes y durante las inmersiones.

Estos ajustes anticipatorios sugieren que la redistribución de la sangre en las focas está bajo cierto grado de control cognitivo y que no es solo una respuesta refleja a la inmersión. Las focas también aumentan de forma rutinaria la oxigenación cerebral en un tiempo constante durante cada inmersión, a pesar de la falta de acceso al oxígeno.

Los autores proponen que la capacidad de rastrear el volumen sanguíneo y la oxigenación en diferentes tejidos, permitirá una comprensión más precisa de la plasticidad fisiológica en animales buceadores en un entorno cada vez más perturbado y explotado.

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Los autores del estudio señalan que descubrir que las focas pueden ejercer un control activo sobre sus sistemas circulatorios, además de ser realmente emocionante, brinda una nueva perspectiva sobre la capacidad de controlar las respuestas fisiológicas fundamentales del cuerpo.

Obtener esta perspectiva del campo biomédico con tecnología portátil no invasiva, ofrece muchas líneas de investigación futuras.

Referencia: Shining new light on mammalian diving physiology using wearable near-infrared spectroscopy. Plos Biology, 2019. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.3000306

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