Можно ли дышать под водой? А если без акваланга? А если дышать самой водой (или другой жидкостью) — при условии, что вы не рыба и не человек-амфибия? Нельзя, скажете вы. Да и если можно было бы, то зачем? Давайте попробуем разобраться в этом вопросе.

Подводное дыхание фторуглеродами

Фторуглероды: Как дышать под водой без воздуха?

Вододышащие мыши

Оказывается, ещё в первой половине прошлого века биологи, химики и физиологи занимались решением этой проблемы. «Социальным заказом» исследований послужило лечение людей, пострадавших от отравляющих газов во время Первой мировой войны. Хлор, синильная кислота, иприт, хлорпикрин, фосген и дифосген не оставляли шансов на выживание попавшим под их прямое воздействие; однако на периферии газовой атаки было немало солдат, «отделавшихся» более или менее серьёзным поражением лёгких.
Тогда, возможно, и возникла идея ингаляции повреждённых лёгких особой жидкостью — не водой, конечно, а соляным раствором, обогащённым кислородом. О первых опытах на животных, проводившихся в то время, не сохранилось практически никакой информации; скорее всего, они не дали положительных результатов.
Тем не менее в 60-х годах прошлого века опыты были возобновлены. Они проводились независимо в СССР и США, и их объектами стали обычные лабораторные мыши. Есть информация о том, что мышь, полностью погружённая в сильно обогащённый кислородом соляной раствор (на вид ничем не отличающийся от воды), не захлёбывалась, а вполне нормально себя чувствовала и даже совершала плавательные движения. Впрочем, такое продолжалось недолго.
Дело в том, что при таком «жидкостном дыхании» организм мыши получал кислород, но не мог избавляться от углекислого газа. Что и приводило, в конце концов, к гибели животного. Казалось бы, на этом следовало поставить точку и не мучить больше бедных грызунов. Однако…

Вместо водорода — фтор

Некоторое время спустя в чью-то гениальную голову пришла мысль использовать в качестве раствора жидкие фторуглероды. Мы говорим — в чью-то, потому что не знаем, чья это была голова: большинство результатов экспериментов с жидкостным дыханием по сей день остаётся засекреченным. В открытом доступе есть лишь крохи информации по этой теме, но и эти крохи поражают воображение.
Что такое фторуглероды? Это сложные органические (то есть на основе углерода) соединения, в которых атомы водорода заменены атомами фтора. В природе таких соединений не найдено, но они без особых трудов могут быть синтезированы в лаборатории.
Выбор жидких фторуглеродов был обусловлен в первую очередь их аномально высокой способностью растворять и кислород, и углекислый газ.
К тому же они инертны, прозрачны, без вкуса, цвета и запаха и не наносят вреда тканям лёгких. Вдобавок фторуглероды не метаболизируются в организме (не участвуют в обмене веществ).
В середине 70-х годов были получены и первые обнадёживающие результаты. Имеется информация о том, что в 1975 году в советском Институте сердечно-сосудистой хирургии им. А.Н. Бакулева была успешно осуществлена полная жидкостная вентиляция лёгких (ПЖВ). Попросту говоря, газовая среда в лёгких подопытного животного (на сей раз это была собака) полностью заменялась жидким фторуглеродом, которым животное могло дышать в течение определённого времени.
Но прежде чем продолжить рассказ об экспериментах с жидкостным дыханием, давайте остановимся на вопросе «зачем?». Для чего нужно дышать жидкостью тому, кто привык дышать воздухом?

На земле и в космосе

Есть три ответа на этот вопрос. Жидкостное дыхание нужно тем, кто летит в космос, погружается в морские глубины или страдает лёгочной недостаточностью на земле.
Начнём с последнего — с лёгочной недостаточности.
Особенно актуальным жидкостное дыхание может стать при выхаживании недоношенных младенцев. Дело в том, что эмбрион все время своего развития «в утробе матери находится в жидкой среде. Он получает кислород и выделяет углекислый газ не с помощью лёгких, а через пуповину. Это не дыхание в привычном для нас смысле, по системе «вдох-выдох».
К тому же лёгочная ткань у эмбриона развивается постепенно и созревает лишь к 35-й — 36-й неделе беременности. А это значит, что недоношенные дети, чтобы выжить, нуждаются в аппарате искусственного дыхания. Но что, если поместить недоношенного младенца целиком в жидкость? По возможности смоделировать условия развития в материнской утробе? Его лёгочная ткань продолжала бы развиваться естественным путём, а замена аппарата ИВЛ «жидкостным дыханием» позволила бы избежать множества дальнейших осложнений.
Для космонавтов жидкостное дыхание могло бы значительно увеличить работоспособность в условиях больших перегрузок. Если скафандр космонавта целиком заполнен жидкостью, нагрузка на его тело при ускорении, торможении и других необходимых манёврах космического корабля распределяется равномерно. Даже при 15-кратных перегрузках такой космонавт может находиться в сознании и сохранять работоспособность; в то время как сейчас при взлёте стараются ограничиваться 4-кратной перегрузкой, а пределом человеческих возможностей считается кратковременная (при аварийной посадке) 12-кратная перегрузка.
Жидкостное дыхание могло бы стать незаменимым и для погружения на большие глубины. Сегодня водолазам приходится не только использовать громоздкие и неудобные глубоководные скафандры, но они ещё при быстром подъёме страдают от кессонной болезни, когда растворённые в крови газы как бы «закипают» пузырьками.
Герой фантастического фильма «Бездна» (1989 г., режиссёр Дж. Кэмерон) как раз и пользуется жидкостным дыханием, чтобы в обычном скафандре опуститься на большую глубину, обезвредить ядерную бомбу и тем самым спасти человечество. На экране хорошо видно, как прозрачный шлем персонажа Эда Харриса целиком заполняется прозрачной жидкостью, а герой при этом не меняет стоического выражения лица.
И вот, говоря о глубоководном погружении, мы переходим из области фантастики к событиям, которые, возможно, действительно происходили в 80-х годах прошлого века.

Чёрное море. Акванавты

Хотя с тех пор прошло около 40 лет, истории о черноморской подводной базе спасателей всё ещё передаются из уст в уста и из гаджета в гаджет. Сразу хотим предупредить читателя: истории эти из серии «один хороший знакомый родственника друга рассказал». Однако их долговечность и сходство в некоторых важных деталях заставляют предположить — что-то подобное действительно происходило.
Суть историй заключается в следующем. В начале 80-х годов прошлого века в СССР разработали целую программу спасения людей на большой глубине. С этой целью на Чёрном море построили подводную базу для подготовки акванавтов-спасателей. Акванавты с лёгкими, заполненными фторуглеродной жидкостью, могли даже не в скафандрах — в обычных гидрокостюмах опускаться на глубину до 500 метров и несколько часов находиться там, выполняя необходимые действия.
База прекратила своё существование в начале 90-х годов по совершенно банальной причине — отсутствие финансирования. Не до морских глубин стало тогда стране… Акванавтов, впрочем, наградили правительственными наградами и отпустили на все четыре стороны, взяв строгую подписку о неразглашении.
Некоторые «знакомые родственников друзей» рассказывают, впрочем, что кое-кто из бывших глубоководников на старости лет всё-таки нарушил подписку и рассказал — каково оно, дышать жидкостью.
По их словам, совсем нетрудно. Очень трудно преодолеть психологический барьер — страх захлебнуться, когда надо «вдохнуть» жидкость и позволить ей заполнить свои лёгкие. Так что невозмутимая физиономия Эда Харриса в заполняемом жидкостью шлеме — не что иное, как выдумка. В отличие от самого жидкостного дыхания…
Были или не были в действительности люди, дышащие жидкостью на глубине 500 метров, — вопрос, мягко говоря, спорный. Но что касается экспериментов с животными, то они, похоже, проводились и проводятся на самом деле.
Во всяком случае четыре года назад российский Фонд перспективных исследований — Фпи — анонсировал продолжение опытов с жидкостным дыханием. Есть информация о том, что к 2020 году исследователи добились впечатляющего результата в опытах на собаках. По каким-то соображениям была выбрана одна порода — такса. Так вот, такса оказалась способна без вреда для здоровья выдержать 30 минут жидкого дыхания в условиях, имитирующих погружение на 500-метровую глубину. После чего из её лёгких откачали фторуглеродную жидкость, и животное вернулось к привычному (воздушному) способу дыхания.

Журнал: Тайны 20-го века №32, август 2020 года
Рубрика: Под грифом «Секретно»
Автор: Ольга Арсентьева

Метки: Тайны 20 века, вода, жидкость, атом, воздух, дыхание, сероводород, фтор, фторуглероды, углеводород



Telegram-канал Багира Гуру


Исторический сайт Багира Гуру; 2010 —