Waarom giraffen niet flauwvallen

Stel je voor dat je je hoofd wel honderd keer per dag in één seconde van op de grond vier meter omhoog zou moeten heffen. Het is de nachtmerrie van elke patiënt met posturaal orthostatisch tachycardie syndroom (POTS). En toch zijn er dapperen die het doen. Nee, we hebben het hier niet over rollercoaster-testers, maar over de giraf. Het zijn de kampioenen der zwaartekracht-overwinnaars. Maar hoe krijgen ze het toch voor mekaar om niet flauw te vallen of licht in het hoofd te worden?

Lange nek

Giraffen zijn de hoogste dieren op aarde. En dat komt door hun lange nek. Wanneer ze volledig rechtop staan, zit hun hoofd maar liefst vier meter hoger dan hun voeten. En aangezien giraffen niet op de maan leven, is hun lichaam, net als dat van ons, onderhevig aan de zwaartekracht.

giraffen

Bloeddruk

“En dan?”, horen we je denken. Wel, dat ze niet flauwvallen is straffer dan het lijkt. Hun lichaam moet heel wat trucjes uit de kast halen om de bloeddruk in hun hoofd hoog genoeg te houden. De bloeddruk in het lichaam is namelijk niet overal gelijk. Ze daalt naarmate je verder van de grond af gaat. (zie onderaan: ‘Wat is bloeddruk?’). Je bloeddruk is dus het hoogste in je voeten, en het laagste in je hoofd. En bij een giraf zijn de drukverschillen door zijn lengte uiteraard nog groter dan bij een mens.

Mysterie

En toch kunnen giraffen het ene moment rustig met hun hoofd naar beneden staan drinken, en het volgende moment hun hoofd vier meter hoger heffen, rondkijken en wegrennen van gevaar. Allemaal zonder duizelingen of flauwvallen. Tot voor kort hadden we geen idee hoe hun lichaam het klaarspeelde om ondanks hun lange nek de bloedvoorziening naar hun hoofd constant te houden. Allerlei theorieën deden de ronde, maar wetenschappers raakten het niet eens. Tot een team Deense biologen een tiental jaar geleden besloot naar Zuid-Afrika te trekken om het mysterie uit te klaren.

Hoge bloeddruk

Hun eerste vaststelling was dat giraffen een extreem hoge bloeddruk hebben, dodelijk voor mensen en de meeste andere dieren. Die hoge bloeddruk komt door hun enorme hart, dat bij elke slag heel veel bloed heel krachtig rondpompt. Op die manier houden ze de bloeddruk in hun hoofd, dat ver boven hun hart uitsteekt, hoog genoeg om toch de bloedtoevoer naar de hersenen te verzekeren. Een lagere bloeddruk zou namelijk zorgen voor ischemie: onvoldoende doorbloeding van de hersenen, waardoor de giraf duizelig zou worden, of zelfs flauwvallen. Hij zou zich met andere woorden ‘POTSig‘ beginnen voelen. Interessant genoeg vertraagt het hart van de giraf wanneer hij zijn hoofd laat zakken, waardoor ook zijn bloeddruk daalt. Hierdoor voorkomt het dier dat de druk in de hersenen te hoog wordt wanneer hij zijn hoofd laat zakken onder het niveau van zijn hart.

Halsader

De halsader is een grote ader die het zuurstofarme bloed van de hersenen terug naar het hart voert (niet te verwarren met de halsslagader, die het omgekeerde doet). Het giraffenlijf haalt ook hiermee nog een trucje uit om de doorbloeding van de hersenen constant te houden. Wanneer het hoofd geheven is, is de halsader bijna volledig toegeklapt. Dat kan je vergelijken met wanneer je de afvoerbuis van je bad zou toeknijpen terwijl je de stop eruit trekt. Het zorgt dat het bloed langzamer uit de hersenen weg kan, en er dus meer bloed in de hersenen achterblijft. Wanneer de giraf het hoofd laat zakken wordt de halsader wijder, waardoor er meer bloed in kan en de verhoogde bloeddruk door het hoofd lager te houden deels opgevangen wordt. Kleppen zorgen ervoor dat het bloed niet in de verkeerde richting stroomt.

Pooling

Dat krachtige hart en die hoge bloeddruk zorgen dan dat de giraf niet flauwvalt, maar het resultaat is natuurlijk ook een nóg grotere bloeddruk in zijn poten. Door de zwaartekracht zakt het bloed immers naar beneden, waar het zich verzamelt, een fenomeen dat ‘pooling’ genoemd wordt. Een mens met de lengte van een giraf zou extreem veel last hebben van oedeem en spataderen. Maar ook daar zijn giraffen tegen gewapend. Ze hebben extreem dikke vaatwanden in hun benen. En rond die bloedvaten hebben ze bundels van hele sterke spieren met een dikke, strakke huid. Die werken als een stevig stel steunkousen. Ze zitten zo strak om hun bloedvaten heen dat die niet de ruimte hebben om uit te zetten en er dus geen pooling kan optreden.

Als ik ooit reïncarneer, dan mag het gerust zijn als giraf. Maar dan toch liefst eentje zonder POTS.


Wat is bloeddruk?
Met ‘bloeddruk’ wordt uitgedrukt hoe hard het bloed op de wanden van de bloedvaten ‘duwt’. Die druk is niet overal in het lichaam gelijk. Hoe hoger je komt, hoe lager de bloeddruk, en hoe dichter bij de onderkant van het lichaam, hoe groter de druk. Bloeddruk wordt daarom altijd gemeten ter hoogte van het hart, meestal aan de bovenarm.
Zwaartekracht
Het verschil in bloeddruk tussen hoofd en benen kan je het beste begrijpen wanneer je je het volledige systeem van bloedvaten voorstelt als een langwerpige waterballon. De wanden van de ballon zijn rekbaar, net zoals de bloedvaten. En het water is vloeibaar, net zoals het bloed. Wanneer je de ballon rechtop houdt, zal er veel water onderaan in de ballon blijven hangen, terwijl hij bovenaan leeg wordt. Onderaan zal het water dus veel harder drukken op de wanden van de ballon dan bovenaan. Hoe langer de ballon, hoe groter het drukverschil tussen de boven- en de onderkant zal zijn.

Het Deense onderzoek vind je hier: Brøndum, E., Hasenkam, J. M., Secher, N. H., Bertelsen, M. F., Grøndahl, C., Petersen, K. K., … Wang, T. (2009). Jugular venous pooling during lowering of the head affects blood pressure of the anesthetized giraffe. American Journal of Physiology-Regulatory, Integrative and Comparative Physiology, 297(4), R1058–R1065.

Advertenties

Geef een reactie

Vul je gegevens in of klik op een icoon om in te loggen.

WordPress.com logo

Je reageert onder je WordPress.com account. Log uit /  Bijwerken )

Google photo

Je reageert onder je Google account. Log uit /  Bijwerken )

Twitter-afbeelding

Je reageert onder je Twitter account. Log uit /  Bijwerken )

Facebook foto

Je reageert onder je Facebook account. Log uit /  Bijwerken )

Verbinden met %s