Si un cocodrilo puede permanecer bajo el agua por casi una hora y un ser humano apenas puede manejar dos minutos, ¿cuál es la causa de esto, aparte del tamaño del pulmón? ¿Cuáles son los cambios en el sistema respiratorio humano que permiten una mayor retención de la respiración?

Los cocodrilos tienen “un corazón mejor, más flexible y más eficiente que cualquier otro organismo, vivo o (presumiblemente) muerto” [1]

La mayoría de los reptiles tienen un corazón de tres cámaras, pero al igual que los mamíferos y las aves, los cocodrilos tienen un corazón de cuatro cámaras. En tierra, los cocodrilos usan su corazón más o menos como nosotros, como dos bombas separadas. (La Bomba Uno recoge la sangre agotada del cuerpo y la envía por la arteria pulmonar a los pulmones. La Bomba Dos recolecta sangre oxigenada de los pulmones y luego la envía de regreso al cuerpo a través de la aorta).

Los cocodrilos suben la apuesta. Además de la arteria pulmonar, tienen una segunda aorta en la Cámara Uno. Bajo el agua, ya que no hay oxígeno, los cocodrilos cierran la arteria pulmonar y empujan la sangre hacia la segunda aorta. Allí, la sangre se une a la otra aorta mientras se mueve a través de una derivación con el nombre turístico “Foramen of Panizza”.

Damas y caballeros, bienvenidos al Foramen de Panizza. En unos momentos descenderemos bajo el agua y el espectáculo comenzará.

Esto permite que el cocodrilo literalmente se zambulle de todo corazón. Resulta que si no estás obsesionado con el oxígeno, la circulación es de lo que se trata.

Veré tu corazón de cuatro cámaras y te levantaré una aorta y atracción turística, mono-mono.

¿Pero qué pasa con el oxígeno? Un mamífero razonable podría preguntar.

Como mamíferos, estamos acostumbrados a pensar en la sangre principalmente como un mecanismo de transporte de oxígeno. Nuestras necesidades metabólicas de oxígeno son muy altas, y esta percepción no es realmente injusta. Sin embargo, en los vertebrados que no sean mamíferos, aves y quizás otros dinosaurios, las funciones respiratorias de la circulación no son tan predominantes. Esto requiere un régimen más equilibrado y complejo de regulación circulatoria, como se ve en Crocodylia. Lamentablemente, los estudios sobre la regulación circulatoria de los cocodrilos parecen haberse centrado principalmente en la respiración. Como resultado, podemos estar perdiendo el punto en parte. El fundamento y los mecanismos de esta regulación pueden estar en realidad en la eliminación y el transporte de desechos, la inmunología, la regeneración, el pH y los balances de iones, la señalización metabólica y todas las otras funciones de la circulación. [1]

 
Al igual que nosotros, los cocodrilos usan oxígeno para la producción de energía aeróbica. Al igual que nosotros, los cocodrilos también pueden generar energía de forma anaeróbica. Esta es la energía que usan navegando en el fondo del río.

Si bien el subproducto de la producción aeróbica es el dióxido de carbono, la anaerobiosis crea lactato. Este y otros metabolitos aumentan la acidez en las células musculares y, si se les permite que se acumulen, causan fatiga y daño muscular. De hecho, esto es lo que sucede cuando trabajamos demasiado. [2]

Si vas a pasar el tiempo anaeróbicamente, será mejor que tengas un buen sistema para hacer circular estas tonterías fuera de las células.

“Bueno, duh”, dice el cocodrilo, bailando alrededor con su camiseta más evolucionada que tú . “Olvidas mencionar que también tengo sangre especial”. [3]

De archivo: Paddle Your Canoe


[1] Palaeos Vertebrates Crocodylomorpha
[2] ¿Por qué el ácido láctico se acumula en los músculos? ¿Y por qué causa dolor?
[3] Propiedades respiratorias de la sangre de Crocod … [Respir Physiol. 1980]

Además de tener un tamaño de pulmón relativamente grande proporcional a su cuerpo, un cocodrilo es de sangre fría y puede reducir su ritmo cardíaco a un latido por minuto a voluntad.

Ser ectotermos significa que tienen una tasa metabólica más baja y, por lo tanto, pueden pasar períodos más largos sin alimentos ni oxígeno. La reducción de la frecuencia cardíaca reduce la tasa metabólica aún más.


cocodrilo del Nilo

En un ejercicio de captura de cocodrilo en el que tomé parte hace más o menos veinte años en el Bajo Zambeze, pensamos que una hembra grande que habíamos capturado había muerto. Literalmente no había ningún signo de vida en absoluto. Después de permanecer “muerta” durante más de una hora debajo de un árbol, ¡de repente comenzó a “gruñir”!

Rory y Diane presentan grandes puntos sobre la fisiología de los cocodrilos y cómo eso los ayuda a permanecer bajo el agua por períodos prolongados.

Sin embargo, Crocs tiene al menos un secreto más que vale la pena mencionar.

Haemogloblin: en los cocodrilos, la molécula que transporta el oxígeno por el cuerpo es diferente de la que se encuentra en los mamíferos y el efecto de esto es crucial.

Tanto la cocodrilo como la hemoglobina humana pueden transportar cuatro moléculas de oxígeno cada una, sin embargo, el truco de los cocodrilos es que bajo condiciones de buceo la hemoglobina puede ser forzada a liberar todo el oxígeno al que se une, mientras que en los mamíferos rara vez libera más de la mitad del oxígeno.

El efecto de esto es duplicar la cantidad disponible de oxígeno que está disponible para los cocodrilos durante el buceo, lo que explica en parte por qué son tan buenos para permanecer bajo el agua durante largos períodos de tiempo. ¡Combínalo con las explicaciones de Rory y Diane y tienes un verdadero campeón de buceo!

Las respuestas existentes ya están cubriendo la parte del cocodrilo de la razón, pero me gustaría agregar algo sobre la parte humana:

Si comparamos los pulmones de Crocs con los pulmones de los humanos, podría parecer que los humanos son mucho peores, ¡aunque en realidad no es el caso!

Uno de nuestros problemas para retener la respiración es que estamos acostumbrados a tener niveles muy bajos de CO2, pero ese problema se puede resolver con el entrenamiento. Sin ninguna técnica especial de respiración o medición, todas las personas con pulmones en pleno funcionamiento deberían poder alcanzar los 5 minutos.

Con mucho entrenamiento, hiperventilación y medición, la mayoría de la gente debería poder duplicar eso en una inmersión estática.

El siguiente paso sería usar más que solo tu pulmón para almacenar aire. Aparentemente, los Crocs también hacen esto, pero los humanos tienen que aprender esto y podría resultar en daño de órganos y muerte, por lo que obviamente no estamos hechos para eso, pero ¿cuándo nos molestó eso …?