Человек – амфибия. Дыхание с помощью жидкости

Человек – амфибия

Современная наука не стоит на месте. С каждым годом происходят все новые и новые исследования, благодаря чему и открытия. Ученые трудятся над изобретением множества новых веществ, а также над множеством новых особенностей живых существ. Специально обученные люди занимаются над постановкой экспериментов, изучая живые существа. Иногда мы задаемся вопросом, а может ли человек летать? А можно ли прожить до ста лет? А можно ли заморозить человека и разморозить через 100 лет? И, наконец, может ли человек дышать жидкостью, то есть под ? Именно такими вопросами и занимаются ученые, трудясь над постановкой различных испытаний.

К сожалению, все эти эксперименты чаще всего производятся над животными, однако, для новых и новых открытий им не жалко ничего и никого. Давайте задумаемся вместе, а реально ли дышать под водой? Что может заставить человека переступить за границу реальности и дышать под водой также легко, как и воздухом? Может ли это быть осуществлено в реальность? Именно об этом и пойдет речь в нашей статье.

Мозговой штурм - Человек-амфибия

Жидкостное дыхание. Это реально?

Итак, дышать водой – это реально? Для того, чтобы лучше разобраться с тем, реально ли это, давайте дадим понятие, что же такое жидкостное дыхание? Жидкостное дыхание – это жидкостная вентиляция легких или дыхание с помощью жидкостью, которая хорошо растворяет кислород. Само дыхание жидкостью означает заполнение легких такой жидкостью, которая насыщенна кислородом. При жидкостном дыхании кислород проникает в кровь. Но не всякая вода подходит для такого процесса. Самыми удачными примерами для такого дыхания являются перфтоуглеродные соединения. Именно они являются хорошими растворителями кислорода и углекислого газа, к тому же, имеют небольшое поверхностное напряжения. К тому же, они совершенно не матаболизируются в организме, что и требуется для такого процесса. Но для чего же применяется такое дыхание? При постановке определенного рода экспериментов, жидкостное дыхание может использоваться при погружениях на большую глубину и даже для интенсивной терапии болезней.

Как его организм будет реагировать на то, что дыхание будет осуществляться не воздухом, а водой? Возможно ли это? Попробуем ответить на этот вопрос. Произнеся вслух фразу человек-амфибия», каждому на ум приходит легендарный роман Александра Беляева «Человек-амфибия» . Данный роман произвел огромный резонанс мнений среди всех читающих. Некоторые считают, что этого в принципе не может быть, ведь это нереально. Но существуют и иные мнения. Сюжетом данного романа является то, как хирург смог пересадить жабры молодой акулы маленькому мальчику. В итоге, после операции мальчик мог спокойно жить под водой. Знаменитый фантаст описал данный процесс настолько правдоподобно, что у некоторых не оставалось сомнений, что такое можно осуществить. Произведение получило такой громкий общественный резонанс, что, по словам советского хирурга к нему обращался мужчина, который пришел к нему с просьбой пересадить жабры сома, поскольку акула не водится в его местности. Этот человек был готов на что угодно, готов был дать специальную расписку, лишь бы данная операция состоялась. Его не страшила ни смерть, ни любой отрицательный исход ситуации. Однако хирург был непреклонен. Ведь в то время все прекрасно понимали, что это лишь выдумка.

Жак Ив Кусто, знаменитый океанолог был уверен в том, что данная операция станет реальна. Он считал, что прогресс не стоит на месте, ученые способны решиться на данный эксперимент. Однако решиться на такую операцию никто не решился. Но в желтой прессе однажды мелькала новость о том, что будто одному юноше из Кейптауна была сделана операция по трансплантации жабр акулы. Якобы юноша страдал легочной недостаточностью и был готов на любой исход событий. Также было сказано, что операция по трансплантации была совершена успешно, а врачи наблюдают за пациентом, стремясь, чтобы не произошла реакция отторжения пересаженного органа. Но, дальнейших новостей об этом событии так и не последовало. Но что же говорят об этом ученые? Были ли произведены специальные исследования на эту тему?

Мнение ученых о дыхании человека жидкостью

В 50-х годах 20 века профессор Йоганнес Килстра создал свою собственную теорию о дыхании жидкостью. По его мнению, так как в жабрах и легких животного и человека происходят абсолютно одинаковые процессы, то человек сможет прекрасно дышать под водой, но существует одно условие. В воздухе обязательно должно быть растворено специально необходимое для человеческого дыхания количество кислорода.

В 1959 году этим же профессором была проведена масса экспериментов, которые показали ошеломляющие результаты. Эксперимент производился над мышами. Они были погружены в специальный физиологический раствор, в котором была создана та среда, которая доступна для дыхания пол водой. Так вот, при определенном давлении, мыши смогли прожить в такой среде несколько часов! Килстра стал первым, кто поверил в возможность обитания животного в воде. Однако его работой заинтересовались совсем не ученые, а различные спецслужбы военно-морского ведомства США. В данном эксперименте они нашли ту возможность, которая смогла бы спасти жизни многим людям, попавшим в неблагоприятную ситуацию. Она представляла огромную значимость, именно поэтому дальнейшая разработка такого рода проекта была засекречена. Однако, судя по результатам на данный момент, создать амфибию так и не удалось.

Тем не менее, через некоторые время в прессе появились сведения, что в США был поставлен эксперимент с первым на планете ихтиандром. Судя по сведениям прессы, некому Френсису Фалейчику была проведена анестезия горла. В описании процедуры было сказано, что мужчине ввели в трахею специальную трубку, а через нее заполнили легкие специализированным раствором. Кроме того, было сказано, что молодой человек дышал под водой 4 часа.

Ученые и их эксперименты

• Существует масса примеров того, как ученые стремились сделать потрясающее открытие: человек может дышать под водой! Так и американским биохимиками в 1976 удалось создать специальный прибор, который смог бы извлекать кислород из морской воды и обеспечивать им того, кто ныряет на большую глубину. Самое главное в данном процессе является то, что дышать под водой ныряльщик смог бы неограниченно долго.
• Свой эксперимент ученые начали с того, что гемоглобин- это то вещество, который доставляет кислород из легких, а также жабр во все клетки организма. В самом начале исследования ученые брали кровь из своих собственных вен, далее смешивали ее с полиуретаном и погружали в воду. В результате, данные сгустки поглощали растворенный в воде кислород. Далее, ученые нашли заменитель крови. Для этого они решили промокнуть мелкопористый материал, который не известен до сих пор, активизатором гемоглобина, при этом увеличив его накопление. Таким образом, появилось на свет специальное устройство, которое действует по принципу обыкновенных жабр: оно усваивает кислород из морской воды, позволяя водолазу бесконечно долго находиться под водой. Однако, бесконечно долго – лишь теоретически. Данное изобретение за огромные деньги, а если точнее, то за миллион долларов, приобрела американская компания. Однако в продаже данное устройство так и не вышло.
• Однако речь идет о техническом приспособлении, то есть целью всех ученых, занимающихся данными разработками, является «заставить» человека самостоятельно дышать под водой. То есть самостоятельно стараться извлекать кислород из воды. Проще говоря, самостоятельно дышать жидкостью.
• Стоит отметить, что подобные опыты проводятся по сей день. Так, в одном из НИИ России был проведен эксперимент на добровольце. У добровольца ввиду хирургического вмешательства, полностью отсутствовала гортань. Эта патология очень опасна. Все дело состоит в том, что у человека просто напросто отсутствовала врожденная реакция организма на воду. Если хотя бы одна капля попадет на чувствительные клетки бронхов, то кольцевая мышца настолько сдавливает горло, что возникают спазмы, которые сопровождаются удушьем. Таким образом, у добровольца данная мышца просто напросто отсутствовала, что и способствовало успешному итогу эксперимента. Данный эксперимент заключался в том, что человеку поочередно залили раствор в легкие. Человек поработал мышцами живота, для того, что перемешать специально залитый раствор. В данном растворе состав солей соответствовал содержанию солей в крови. После того, как больному залили раствор, он погрузился в воду, предварительно надев на себя специальную маску. Проведя эксперимент, данный раствор был успешно и совершенно безболезненно откачан.
• Ученые говорят, что в дальнейшем дышать под водой смогут все обычные люди, обладающие нормальным горлом. Данное убеждение основывается на том, что рефлекторная реакция на организм- это лишь дело техники, которые постичь сможет любой здоровый человек.

Дышать под водой. Реальность или миф?

К сожалению, множество экспериментов, проводимых учеными, так и оставались лишь экспериментами. На данный момент, в 21 веке водолазы все также ныряют с аквалангами, не используя собственные легкие в борьбе с морской стихией. Все зачатки создания специального ихтиандра так и остались лишь заготовками, так сказать, черновиками в подготовке открытия на уровне чуда. Возможно, при более тщательном изучении данного вопроса и появилась бы та возможность дыхания под водой, которая изменила бы весь мир.

Однако существует множество факторов, которые способствуют тому, чтобы это не произошло. Пожалуй, одно из самых современных и наиболее влиятельных – это финансирование. Именно от этого фактора зависит частота проводимых экспериментов. Однако не все так просто, как кажется на первый взгляд. Возможно, совсем скоро наступит тот день, который перевернет обычное восприятие понятия того, что человек дышит исключительно воздухом? К сожалению, вердикты ученых совсем неутешительны. Дело в том, что как бы ни старались ученые, какое бы финансирование проекта не было, долгая жизнедеятельность человека в глубинах воды априори невозможна.

Но в чем же заключается главная причина такого недоразумения? Дело в том, что природа самостоятельно распоряжается тем, кто и где должен обитать. Рыбы должны жить в воде, природа создала для этого жабры. Человек должен жить на суше, именно поэтому он имеет легкие. Конечно, каждый хоть раз задумывался над тем, а реально ли это летать? Либо реально ли это дышать под водой?

Однако, увы, но такое человеку не суждено. Люди и рыбы, теплокровные и холоднокровные существа отличаются по слишком многим факторам. Хотя, несомненно, и имеют нечто общее. Но этого общего слишком мало. Природой создано все именно так, как и должно быть. Иначе царил бы полный хаос, который, возможно, препятствовал бы жизнедеятельности всего живого. Так и человек-амфибия. Человек-амфибия не вынес бы условий океана, его температуру. Однако ко всему можно приспособиться! Но и тут мимо. Приспособившись к условиям океана, он не смог бы жить на суше. Такова природа и ее законы. Именно поэтому, как бы не старались ученые и профессоры, природа расставила все на свои места. Идти против природы как минимум глупо, ведь все старания заранее обречены на провал.

Дно океана никогда не станет постоянным местом жительства человека

Однако человеку есть что делать на морском дне. Его физиологические способности, а также новейшие технические способности вполне позволяют обеспечить ему долгое пребывание на дне. Но дело в том, что речь идет о самостоятельном, то есть чисто физиологическом дыхании, а не при помощи техники.

Таким образом, мы можем сделать вывод, что совсем скоро дно океана сможет стать рабочим местом для человека, но никак не место жизнедеятельности и постоянного места жительства. Однако при долгосрочном исследовании человек может добиться ошеломляющих результатов, близких к реальному дыханию под водой. Стоит лишь много трудиться над этим вопросом. Таким образом, менять ли современную историю цивилизации человеку или нет, зависит только от него!

08.06.2018 - админ

Первый раз люди узнали о человеке, который мог дышать под водой, из романа «Человек амфибия», написанного советским писателем-фантастом Александром Беляевым. А по уверению доктора Бориса Егорова, первого ученого, побывавшего в космосе, люди реально могут погрузиться на большую глубину и дышать кислородом, получаемым прямо из воды. Для этого необходимо, чтобы в его легкие была закачена специальная жидкость.

В настоящее время успешные опыты проводятся с животными голландским ученым физиологом Иоганнесом Килстром. Опыты проводят на мышах, и они подтвердили слова врача-космонавта. В легкие мыши закачивается специальная слегка подсоленная жидкость, в которой содержится много кислорода. Затем мышка помещается в емкость с водой, из которой она не может выбраться. Животное начинает плавать, как рыба в воде, и не видно, чтобы оно паниковало.

Ученый, кандидат медицинских наук Владлен Козак проводил подобные эксперименты еще в Советском союзе. После проведения опытов с мышкой Иоганнес Килстр поставил подобный эксперимент с собакой, и довольно успешно. Затем опыты проводились на кошках и многих других животных, которые дышали под водой легкими, в которые предварительно закачивалась специальная жидкость. Животные добровольно плавали подобно рыбам, по нескольку часов, после чего спокойно начинали снова дышать воздухом.

Когда встал вопрос о проведении эксперимента на человеке, вызвался первый доброволец, дайвер, имеющий двадцатилетний стаж подводного плавания, Фрэнк Фалежчик. Чтобы избежать неприятных и опасных неожиданностей, ученые решили вначале заполнить жидкостью только одно легкое добровольца. Дайвер убеждал о своем прекрасном самочувствии, поэтому исследователи решились на проведение полноценного эксперимента, который прошел блестяще.

Ученые и доктора в количестве двадцати человек наблюдали за этим чудом. А испытуемый не беспокоился, а, чтобы помочь исследователям, решил записывать все, что ощущает. В течении нескольких часов мужчина пробыл под водой, плавая, как рыба, и дыша кислородом, получаемым из воды через легкие.

Иоганнес Килстр доказал, что, если человеку заполнить легкие специальной жидкостью, он дышит под водой, опускаясь на большую глубину (не менее 500 метров).

Нашим пользователям, наверное, интересно знать, существует ли что-то такое в нашей стране? В Севастополе функционирует лаборатория, в которой изучается и применяется жидкостное дыхание.

Многие, наверное, слушали о великом французском покорителе океанов и морей Жаке-Ив Кусто. Им был изобретен легкий акваланг. Исследователь писал о том, что настанет время, когда появится новая человеческая раса, которая будет жить под водой, будет строить под водой города, и появится . Отважный капитан, кажется, был прав.

В 90-е в популярном фильме «Бездна» Джеймса Кэмерона среди прочих чудес была показана жидкость, в которой можно дышать. Мало кто знает, что в основе этого - советские разработки. В 1988 году в Ленинграде группа учёных создала жидкость, в которой свободно дышали не только мыши, но и собаки.

О том, чтобы дышать под водой, люди мечтали ещё с давних времён. О такой возможности упоминалось в сказках, в былинном эпосе «Садко» и других романах. Врач и учёный Андрей Филиппенко в советское время провёл первые успешные испытания техники жидкостного дыхания.

Американцы зашли в тупик

Ксения Якубовская, сайт: - Андрей Викторович, неужели возможно дышать жидкостью?

Андрей Филиппенко: - Конечно, в воде содержится кислород. Другое дело, что в обычной, в лучшем случае, 2,7% О2. А чтобы млекопитающее смогло дышать, этот показатель поднимается до 20-21%. Исследования доказали, когда в лёгкие попадает такая жидкость, то в кровь поступает достаточное количество кислорода.

Жидкостное дыхание - это технология, которая позволяет получать кислород не из воздуха, а из специальной жидкости. Идея свободно передвигаться, дышать под водой волновала умы многих учёных. Первые опыты провёл в 60-х годах прошлого века голландский исследователь Йоханнес Килстра. В 1968-м он наглядно показал, что млекопитающие могут получать кислород из жидкости. В его растворе мыши могли дышать и даже бегать.

Мой отец был офицером первого института ВМФ, который занимался кораблестроением и стратегией развития подводного флота. Ему пришло распоряжение от руководства оценить исследования Килстра. Он написал положительный отзыв. Я был ещё школьником, но идею запомнил. Когда я стал работать старшим научным сотрудником в НИИ Спасания и подводных технологий Вунц ВМФ ВМА, я поднял эту тему. Задача была интересная, и мне разрешили заниматься исследованием распространения газов в организме человека в условиях повышенного давления. Это был 1979 год.

- А мировые исследования к тому времени не продвинулись в этом направлении?

Первые опыты были на мышах в тех странах, которые занимались атомным оружием, могли работать с высокими энергиями. Требовались грамотные специалисты, огромные деньги и специализированное оборудование. У нас в Ленинграде всё это было. Технологией жидкостного дыхания занималась группа из 1500 человек. Американцы пошли по тупиковому пути. Они, например, заполняли только одно лёгкое водой, насыщенной кислородом. Были у них и системы вентиляции лёгких, то есть, человек самостоятельно не мог дышать жидкостью, ему нужно было помогать. Сложно представить себе подводника с аппаратом искусственной вентиляции лёгких.

Достигнуть Марса за неделю

- Зачем людям вообще дышать жидкостью?

Тут есть сразу несколько возможных применений - при спасательных операциях под водой, подводной археологии, полётах в космос, в медицине. Под водой человек испытывает давление, так как среда в 800 раз плотнее воздуха. Оно возрастает на одну атмосферу примерно каждые 10 метров глубины. Если водолаз быстро всплывает, то газы, растворённые в крови, начинают закипать в виде пузырьков, возникает кессонная болезнь.

При жидкостном дыхании раствор не содержит газов, это чистая смесь. То есть длительная декомпрессия не нужна. При этом давление снаружи и внутри также сравнивается. Когда мы проводили исследования, то создавали в барокамере давление, схожее на глубине 700, 800, 900 и 1000 метров, имитировали свободное всплытие. Животные абсолютно нормально переносили перепады температуры и давления.

Эти опыты доказали эффективность жидкостного дыхания в лечении кессонной болезни. При её применении угрозы баротравм просто нет. При такой технологии спасение людей с затонувших подводных лодок было бы лёгким делом. Они бы не погибали от недостатка кислорода или кессонной болезни при быстром подъёме. Да и спускаться к ним спасателям было бы легче. Более того, она пригодилась бы при подводных археологических исследованиях, изучения глубокого океана.

С такой жидкостью полёт на Марс мог бы занимать неделю, так как тело легко переносило бы перегрузки и ускорение, а полёт на Луну стоил бы, как поездка на Гавайи. В медицине применение жидкостного дыхания могло бы спасать недоношенных младенцев, а также помогать при серьёзных заболеваниях лёгких у взрослых.

Косметика интереснее науки

- Когда вам удалось добиться успеха?

В начале 80-х. Я понял, что у американцев ничего не вышло из-за жидкости. Если попадалась хотя бы какая-то примесь, то дышать было невозможно. Мы с химиками несколько лет добивались идеального качества. И как только достигли его, то мышки свободно задышали, а потом и собаки. Они спокойно находились в этой жидкости в течение двух часов, реагировали на голос. И после испытаний чувствовали себя прекрасно, давали потомство и жили ещё очень долго. Позже я показывал нашу жидкость в Англии, США и Германии. Специалисты не могли понять, как нам удалось создать такой уникальный чистый состав.

В 1988 году фильм о наших успешных испытаниях демонстрировали на закрытых показах различным начальникам: руководителям академии наук, академии медицинских наук, госкомитету по науке и технике, минобороны. По плану, уже в 1991 году должны были сделать волонтёрские первые испытания. Однако известные исторические события помешали. Все программы свернули, исследования - закрыли, а людей сократили.

- Иностранцы не предлагали вам поработать над этим у них?

Конечно, предлагали. Но мне всё-таки хотелось, чтобы мы стали первыми в этом деле. В конце концов, в меня и мои исследования страна вложила немало средств. И отдавать свою работу другим не хотелось. Да и когда я посмотрел на их уровень исследований, что понял, что они безнадёжно отстали. Нужно было сначала дотягивать их специалистов до уровня наших, снова работать над созданием жидкости идеального качества.

- Джеймс Кэмерон показал жидкостное дыхания в своём фильме. Интересно, он знал о советских разработках?

Конечно! Более того, видел наш фильм. Когда я начал выезжать заграницу, то американские коллеги неожиданно передали его номер телефона и сказали, что он разыскивает меня. Я подумал, что надо сначала попробовать с нашими кинематографистами поговорить. Предлагал идею Ленфильму, в Москве, но наши не заинтересовались.

- А сегодня власти помогают довести работу до конца?

Сейчас мы на науку тратим 1% ВВП (Израиль - 5%). Это не самая для нашей страны интересная сфера. В Россию ввозят компонентов для косметики ежегодно на 15 млрд долларов. По мировым оценкам, земная цивилизация, в принципе, тратит на косметику больше, чем на космические исследования и термоядерные. Цивилизация хочет, чтобы мы себя украшали, пели и танцевали. Авторское право на музыку - всю жизнь, а на научный патент - всего 10 лет. Не надо удивляться, что нет жидкостного дыхания.

К тому же, наши законы не позволят проводить исследования на людях. Юридически всё это очень сложно. Сам человек на себе, конечно, может провести. Однако всех, кто в этот момент будет рядом, можно посадить. При этом испытаний новых препаратов у нас проводят на людях больше, чем в Китае.

Если бы было можно, то через три месяца люди уже смогли бы дышать в воде. Думаю, в Китае или Индии достигнут успеха, так как у них более лояльные законы.

Первый доктор, побывавший на околоземной орбите, советский летчик-космонавт Борис Егоров, как-то заявил: «На глубине свыше 500-700 метров у человека (по крайней мере, в теории) есть возможность стать Ихтиандром, не используя никакую технику! Он будет там плавать, подобно рыбе, и жить максимально долго. Нужно всего лишь...заполнить легкие водой. На глубине 500-700 метров легкие человека, судя по всему, будут усваивать кислород непосредственно из воды».

На первый взгляд эта мысль кажется невероятной. Разве не погибают каждый год тысячи людей, захлебнувшиеся морской водой? Способна ли вода стать заменой обычному кислороду? Перенесемся мысленно в лабораторию голландского физиолога Иоганнеса Килстра, где ученый проводит свои удивительные опыты. Вот один из них.

Ученый заливает водой небольшой прозрачный резервуар и добавляет туда немного соли. Далее он закупоривает емкость и через трубку накачивает в нее кислород под давлением. Сосуд взбалтывают и вскоре через промежуточную (шлюзовую) камеру впускают внутрь белую мышь. Подняться она не может - этому препятствует сетка на поверхности воды. Но... Проходит полчаса, час, два. Мышь, как это ни кажется странным, дышит - да, да, именно дышит водой! Но никакой паники у мыши не наблюдается. Легкие зверька действуют подобно рыбьим жабрам, получая кислород напрямую из воды. Само собой, ни о какой кессонной болезни и речи быть не может - азот в воду не добавляли. Схожие эксперименты делали и ученые в СССР, возглавляемые кандидатом медицинских наук Владленом Козаком.

Итак, первый шаг сделан. И вполне успешно. Однако ученые не торопятся объявить об этом. Вдруг способностью к дыханию жидкостью обладают только мелкие животные? Чтобы рассеять сомнения, метод проверяют на собаках. И что же? В первых же экспериментах собаки дышали солоноватым раствором, насыщенным кислородом, более получаса. Опыты показали, что не только собаки, но и кошки могут долго дышать жидкостью. Иногда они оставались под водой много часов подряд и затем спокойно возвращались к привычному способу дыхания.

А способен ли дышать водой человек? Ободренный успехом опытов на животных, Иоганес Килстра сделал попытку прояснить и этот вопрос. Первым испытуемым стал водолаз с 20-летним опытом Фрэнк Фалежчик. Когда ему залили одно легкое, он чувствовал себя так хорошо, что просил одновременно заполнить и другое. «Пока в этом нет необходимости»,- сказал ученый. Однако через некоторое время Килстра решился на такой эксперимент.

В лаборатории собрались двадцать докторов, чтобы засвидетельствовать удивительный опыт. Подопытным согласился быть все тот же Фрэнк Фалежчик. Ему сделали анестезию горла для подавления глотательного рефлекса и ввели в трахею (дыхательное горло) эластичную трубку. Через нее ученый начал постепенно вливать специальный раствор. Жидкость поступала в оба легких, и все напряженно наблюдали за Фалежчиком, который не обнаруживал никаких признаков паники. Более того, он показал знаками, что готов помогать экспериментаторам, и сам стал записывать свои ощущения. Человек дышал жидкостью не один час! Однако, потребовалось пара дней, чтобы окончательно откачать ее из легких. «Я не ощущал никакого дискомфорта, - сказал после опыта Фрэнк Фалежчик,- и не чувствовал тяжести в груди, как изначально предполагал». Размышляя над результатами этих интереснейших опытов, доктор Килстра высказал убеждение, что человек с залитыми водой легкими может совершенно безболезненно опуститься на полкилометра и через двадцать минут вернуться на поверхность.

Много лет назад Жак-Ив Кусто выдвинул любопытное предположение. «Придет время, - писал он, - и человечество выведет новую расу людей-«Гомо акватикус» («человек подводный»). Они заселят морское дно, построят там города и будут жить как на земле». Кто знает, может быть, пророчество отважного капитана, признанного старейшины подводных пловцов, когда-нибудь и сбудется?

Подпишитесь на нас

Научные исследования не прекращаются ни на день, прогресс идёт, давая человечеству всё новые и новые открытия. Сотни учёных и их помощников трудятся на поприще изучения живых существ и синтеза необычных веществ. Целые отделы ставят эксперименты, проверяя различные теории, и порой открытия поражают воображение - ведь то, о чём можно было только мечтать, может стать реальностью. Они развивают идеи, и вопросы о заморозке человека в криокамере с последующей разморозкой через столетие либо о возможности дышать жидкостью для них не просто фантастический сюжет. Их кропотливый труд может претворить эти фантазии в жизнь.

Учёных давно волнует вопрос: может ли человек дышать жидкостью?

Нужно ли человеку жидкостное дыхание

Не жалеются ни силы, ни время, ни денежные средства на такие исследования. И один из таких вопросов, волнующих самые просвещённые умы на протяжении десятилетий, звучит следующим образом - а возможно ли для человека жидкостное дыхание? Смогут ли лёгкие усваивать кислород не , а из специальной жидкости? Для тех, кто усомнится в реальной необходимости такого типа дыхания, можем привести как минимум 3 перспективных направления, где оно послужит человеку добрую службу. Если, конечно же, это смогут реализовать.

• Первое направление - это погружение на большие глубины. Как известно, при нырянии водолаз испытывает действие давления водной среды, которая в 800 раз плотнее воздуха. И оно возрастает на 1 атмосферу каждые 10 метров глубины. Такое резкое повышение давления чревато очень неприятным эффектом - газы, растворённые в крови, начинают закипать в виде пузырьков. Это явление называют «кессонной болезнью», ею часто страдают те, кто активно занимается . Также при глубоководных заплывах есть риск получить кислородное или азотное отравление, так как в таких условиях эти жизненно необходимые нам газы становятся очень токсичными. Для того чтобы хоть как-то бороться с этим, используют либо специальные смеси для дыхания, либо жёсткие скафандры, поддерживающие внутри себя давление в 1 атмосферу. Но если бы жидкостное дыхание было возможно - оно бы стало третьим, наиболее лёгким решением проблемы, ведь дыхательная жидкость не насыщает организм азотом и инертными газами, да и необходимость в долгой декомпрессии отпадает.
• Второй путь применения - это медицина. Применения жидкостей для дыхания в ней могло бы спасать жизни недоношенных младенцев, ведь их бронхи недоразвиты и аппараты искусственной вентиляции лёгких могут легко их повредить. Как известно, в утробе матери лёгкие эмбриона заполнены жидкостью и к моменту рождения у него накапливается лёгочный сурфактант - смесь веществ, не дающая слипаться тканям при дыхании воздухом. Но при досрочном рождении дыхание требует у младенца слишком много сил и это может закончиться летальным исходом.

История имеет прецедент использования метода полной жидкостной вентиляции лёгких, и датируется он 1989 годом. Применил его Т. Шаффер, работавший педиатром в Темпльском университете (США), спасая недоношенных детей от смерти. Увы, попытка успехом не увенчалась, трое маленьких пациентов не выжили, но стоит упомянуть, что смерти были вызваны иными причинами, а не самим методом дыхания жидкостью.

С тех пор полностью вентилировать лёгкие человека не осмеливались, но в 90-х годах пациенты с тяжёлой формой воспалений были подвергнуты частичной жидкостной вентиляции. В этом случае лёгкие заполняются лишь частично. Увы, эффективность метода была спорной, так как обычная воздушная вентиляция работала не хуже.

• Применение в космонавтике. При нынешнем уровне технологий, космонавт при полёте испытывает перегрузки, достигающие 10 g. После этого порога невозможно сохранить не то чтобы работоспособность, но и сознание. Да и нагрузка на организм идёт неравномерно, а по точкам опоры, которые при погружении в жидкость можно исключить - давление будет распространяться одинаково по всем точкам организма. Этот принцип положен в основу проектировки жёсткого скафандра Libelle, наполненного водой и позволяющего повысить предел до 15–20 g, да и то из-за ограничения плотности тканей человека. А если не только погрузить космонавта в жидкость, но и заполнить ею лёгкие, то для него будет возможно легко переносить экстремальные перегрузки далеко за отметкой в 20 g. Не бесконечные, разумеется, но порог будет очень высок, если будет соблюдено одно условие - жидкость в лёгких и вокруг тела должна быть равна по плотности воде.

Зарождение и развитие жидкостного дыхания

Самые первые эксперименты датируются 60-ми годами прошлого столетия. Первыми испытали зарождающуюся технологию жидкостного дыхания лабораторные мыши и крысы, вынужденные дышать не воздухом, а солёным раствором, который был под давлением в 160 атмосфер. И они дышали! Но была проблема, которая не дала им выжить в такой среде долго - жидкость не позволяла отводить углекислый газ.

Но на этом эксперименты не прекратились. Далее, начали проводить исследования органических веществ, чьи атомы водорода заменялись атомами фтора - так называемых перфторуглеводородов. Результаты были намного лучше, чем у древней и примитивной жидкости, ведь перфторуглеводород инертен, не усваивается организмом, прекрасно растворяет кислород и водород. Но до совершенства было далеко и исследования в этом направлении продолжились.

Сейчас самым лучшим достижением в этой сфере является перфлуброн (коммерческое название - «Ликвивент»). Свойства этой жидкости поразительны:

1. Альвеолы раскрываются лучше при попадании в лёгкие этой жидкости и газообмен улучшается.
2. Эта жидкость может нести в 2 раза больше кислорода по сравнению с воздухом.
3. Низкая температура кипения позволяет удалять её из лёгких выпариванием.

Но наши лёгкие не предназначены для полностью жидкостного дыхания. Если заполнять их перфлуброном полностью - потребуется мембранный оксигенатор, нагревающий элемент и вентиляция воздухом. И не стоит забывать, что эта смесь в 2 раза гуще воды. Потому применяют смешанное вентилирование, при котором лёгкие заполняются жидкостью лишь на 40%.

Но почему мы не можем дышать жидкостью? Всё из-за углекислого газа, который очень плохо удаляется в жидкостной среде. Человек весом в 70 кг должен прогонять 5 л смеси через себя ежеминутно, и это при спокойном состоянии. Потому, хоть наши лёгкие технически способны извлекать кислород из жидкостей, они слишком слабы. Так что можно лишь надеяться на исследования будущего.

Вода как воздух

Для того чтобы наконец с гордостью объявить миру - «Теперь человек может дышать под водой!» - учёные порой разрабатывали поразительные устройства. Так, в 1976 году биохимики из Америки создали чудо-устройство, способное регенерировать кислород из воды и обеспечивать им ныряльщика. При достаточной ёмкости батарей ныряльщик мог находиться и дышать на глубине практически бесконечно.

А началось всё с того, что ученые начали исследования на основе того факта, что гемоглобин одинаково хорошо доставляет воздух как из жабр, так и из лёгких. Ими была использована собственная венозная кровь, смешанная с полиуретаном - её погружали в воду и эта жидкость поглощала кислород, который щедро растворён в воде. Далее, кровь была заменена спецматериалом и в итоге получился прибор, что действовал как обычные жабры любой рыбёшки. Судьба изобретения такова: его приобрела некая компания, потратив на это 1 миллион долларов, и с тех пор о приборе ничего не было слышно. И в продажу, разумеется, он не поступил.

Но не это является главной целью учёных. Их мечта не устройство для дыхания, они хотят научить самого человека дышать жидкостью. И попытки осуществить эту мечту не оставлены до сих пор. Так, один из НИИ России, например, провёл испытания по жидкостному дыханию на добровольце, имеющем врождённую патологию - отсутствие гортани. А это означало, что у него просто отсутствовала реакция организма на жидкость, при которой попадание малейшей капли воды на бронхи сопровождается сжатием глоточного кольца и удушьем. Так как этой мышцы у него просто не было, эксперимент прошёл удачно. Ему залили в лёгкие жидкость, которую он перемешивал на протяжении эксперимента при помощи движений живота, после чего её спокойно и безопасно откачали. Характерно, что солевой состав жидкости соответствовал солевому составу крови. Это можно считать успехом, и учёные утверждают, что вскоре найдут способ жидкостного дыхания, доступный людям без патологий.

Так миф или реальность?

Несмотря на упорство человека, страстно желающего покорить все возможные среды обитания, природа пока сама распоряжается, где кому жить. Увы, как бы много времени ни ушло на исследования, сколько миллионов бы ни потратили - но вряд ли человеку суждено дышать под водой так же хорошо, как и на суше. Люди и морские обитатели, конечно, имеют немало общего, но различий всё-таки намного больше. Человек-амфибия не вынес бы условий океана, а если бы сумел приспособиться - то дорога назад, на сушу, была бы для него закрыта. И как с аквалангами водолазы, так бы на пляж выходили бы в водных скафандрах люди-амфибии. И потому, чтобы не говорили энтузиасты, вердикт учёных пока твёрд и неутешителен - долгая жизнедеятельность человека под водой невозможна, идти против матери-природы в этом плане неразумно и все попытки жидкостного дыхания обречены на провал.

Но не стоит унывать. Хоть дно морское никогда не станет для нас родным домом, у нас есть все механизмы организма и технические возможности, для того чтобы бывать на нём частыми гостями. Так стоит ли об этом грустить? Ведь эти среды в определённой мере уже покорены человеком и теперь перед ним лежат бездны космического пространства.

И пока можно с уверенностью сказать, что глубины океана станут для нас прекрасным рабочим местом. Но упорство может привести к очень тонкой грани реального дыхания под водой, стоит лишь трудиться над решением этой задачи. А каков будет ответ на вопрос, менять ли наземную цивилизацию на подводную, зависит только лишь от самого человека.