В какой жидкости можно дышать
Вода, в которой можно дышать
Звучит фантастически, но давайте разберёмся. Помните фильм “Бездна” 1989 года? Есть там такой момент, когда крысу помещают в ёмкость, заполненную жидкостью. Сначала крыса начинает паниковать, но очень быстро успокаивается и начинает осматриваться по сторонам, продолжая при этом дышать под водой. Казалось бы, хитроумный спецэффект. В то время не было таких развитых, как сегодня, возможностей использования компьютерной графики, но как-то создателям фильмов удавалось всё-таки извернуться и показать что-то невероятное. Только в данной ситуации с крысой никаких спецэффектов не использовалось, она действительно просто дышит в банке с прозрачной жидкостью.
Жидкостное дыхание
Исследования в области жидкостного дыхания велись ещё в 1970 – 1980-х годах в США и СССР и до сих пор находятся в стадии клинических испытаний.
В начале подопытных мышей погружали в соляной раствор с высокой концентрацией растворённого в нём кислорода. Проблема этого метода заключалась в том, что соляной раствор не мог растворить и вывести из организма углекислый газ, что в последствии приводило к повреждению лёгких.
Учёные искали наиболее подходящую для дыхания жидкость, она должна была хорошо растворять кислород и углекислый газ, обладать низким поверхностным натяжением и быть инертной. Исследования показали, что лучше всего этим критериям соответствуют перфторуглеродные соединения. Эта маслянистая жидкость, кстати, способна проводить в два раза больше кислорода на единицу объёма, чем обычный воздух, которым мы дышим.
Прикольно конечно, но зачем?
По мнению учёных частичная вентиляция лёгких с применением перфторуглерода (неполное замещение воздуха в лёгких жидкостью) могла бы применяться для лечения некоторых заболеваний дыхательных органов, особенно у младенцев. Способность соединения проводить больше кислорода позволит повреждённым или не до конца развитым тканям восстанавливаться. Также есть мнение, что водолаз, у которого лёгкие целиком заполнены жидкостью, мог бы погружаться на большую глубину, а при подъёме избежать проблем, связанных с декомпрессией.
В чём подвох?
Жидкость, которой можно было бы полностью заменить воздух в лёгких и нормально дышать в течение длительного времени пока открыть не удаётся, на то есть ряд причин. К примеру, высокая плотность по сравнению с воздухом предполагает значительные усилия для вдоха и выдоха. Такое дыхание получилось бы весьма изматывающим.
Что такое жидкостное дыхание и зачем применяется этот метод?
20 декабря 2017 года заместитель председателя правительства РФ и председатель наблюдательного совета Фонда перспективных исследований Дмитрий Рогозин продемонстрировал президенту Сербии Александру Вучичу проект жидкостного дыхания. В ходе эксперимента в колбу со специальной жидкостью была помещена такса, которая дышала через воду.
Жидкостное дыхание — тема, которая много лет является предметом не только научных разработок, но и художественных произведений. Так, ярким примером реализации такой идеи в кинематографе может служить фильм «Бездна», где человек в скафандре спокойно дышит в розовой воде. Однако в основе все-таки лежит научный метод, который активно развивают в том числе и в России. И первые успехи уже есть.
Суть метода
Жидкостное дыхание (жидкостная вентиляция легких) — это дыхание с помощью жидкости, которая хорошо растворяет кислород. Метод предполагает заполнение легких жидкостью, которая предварительно насыщена кислородом, проникающим в кровь. Для такой цели лучше всего подходят, как утверждают ученые, перфторуглеродные соединения. Именно они хорошо растворяют кислород и углекислый газ. Также такие соединения имеют низкое поверхностное натяжение, отличаются высокой инертностью и не накапливаются в организме. На данный момент технология полного заполнения легких еще не создана, практикуется в виде экспериментов частичная жидкостная вентиляция.
История вопроса
Эксперименты по замене воздуха на воду при дыхании начались еще в СССР: тогда подобные опыты проводили на животных. Но и до сих пор еще испытания не вышли из этой фазы: в качестве подопытных продолжают оставаться животные. Связывают это с тем, что имеющиеся и тщательно изученные соединения, которые могут использоваться для жидкостного дыхания, имеют определенные недостатки, ограничивающие их применимость. Так, например, их нельзя использовать длительное время. Но тем не менее группа ученых, занимающаяся развитием проекта, нередко сообщает о тех или иных успехах, которых им удалось достичь.
Кому потребуется?
Жидкостное дыхание, если такой метод будет доведен до совершенства, пригодится сразу в нескольких областях жизни человека. Так, считается, что оно поможет при глубоководных погружениях, например, для подводников: с его помощью люди смогут эвакуироваться из лодки, не погибая от недостатка кислорода и избегая кессонной болезни, т. к. отпадает необходимость в медленной декомпрессии.
Пригодится такой вид дыхания и в космических полетах, а также в медицине. Если проект будет доработан до совершенства, с помощью метода можно будет лечить недоношенных детей и исключать повреждения недоразвитых бронхов. Также жидкостное дыхание, возможно, станет актуальным способом при недостаточной работе легких у взрослых.
Российский разработчик
Сегодня в России разработкой такой системы дыхания занимается врач, ученый и создатель одноименного аппарата Андрей Филиппенко. В его рабочей биографии свыше 20 научных отчетов и 30 статей в российской и зарубежной печати. С темой своего проекта по жидкостному дыханию он неоднократно выступал на различных конференциях, включая и мировые. Наработками Филиппенко заинтересовался Фонд перспективных исследований, который заключил договор с ученым и поддерживает его проект. Реализацией проекта занялся Научно-исследовательский институт медицины РАМН.
Кинодетали. Жидкостное дыхание “Бездны”
Поделиться:
Не знаю, есть ли кто-то, кто не смотрел этот фантастический и уникальный фильм Джеймса Камерона.
Я пересматривала его раз 8 точно. И каждый раз делала это исключительно из развлекательной цели и интересного сюжета с потрясающей актерской игрой, которая по свидетельству съемочной группы сильно вымотала исполнителей главных ролей.
А в последний раз я поняла, что в этом фильме есть что-то большее.
На протяжении всего фильма нам рассказывают о дыхании в жидкости. То, с чего мы начинали в утробе матери, может продолжиться. Главное – ситуация.
Все 7 просмотров для меня фильм был лишь фантастикой, игрой воображения сценариста или режиссера. В одной сцене показывают мышку, которая дышит специальной жидкостью. В другой – Бада (герой Эда Харриса) в скафандре, заполненном этой самой жидкостью. Его отправляют на глубину, где никто не был, заполняя его легкие “особой водой”, потому что кислороду в теле человека на таких глубинах делать нечего.
И вот после 8 просмотров кино я начала копать. Благодаря “Бездне” и через разные информационные источники я узнала:
– разработав около шестидесяти лет назад акваланг, француз Жак Ив Кусто в его название ввел термин «вода» и «легкие». Однако сама технология полного заполнения легких водой (в виде водно-солевого раствора) стала известна из публикации Kylstra J. «Мышь как рыба» – первой по жидкостному дыханию, в которой сказано о такой идее спасения подводников. Он же первый провел на сухопутных млекопитающих (мышах) спуски на глубину 1000 м и показал, что переход на жидкостное дыхание полностью предотвращает гибель от декомпрессионного газообразования. В СССР это было подтверждено при искусственной вентиляции легких (ИВЛ) жидкостью собак в условиях имитации водолазных спусков на 1000 м.
– вся система жидкостного дыхания основана на формуле перфторуглерода. Перфлуброн – это чистая, маслянистая жидкость, обладающая малой плотностью. Она содержит больше кислорода, чем воздух. Поскольку эта жидкость инертна, то она не наносит вреда легким. Так как у нее весьма низкая температура кипения, она быстро и легко выводится из легких;
– на мировом рынке мало производителей этих жидкостей, так как их разработка – побочный продукт «атомных проектов». Известны жидкости медицинского качества всего нескольких мировых фирм: DuPont (США), ICI и F2 (Великобритания), Elf-Atochem (Франция). Перфторуглеродные жидкости, технологически отработанные в Санкт-Петербургском институте прикладной химии, сейчас лидируют в медицине и косметологии;
– в России серьезно и без смешков в курилке задумались о теме свободного всплытия через особую систему жидкостного дыхания после гибели АПЛ “Курск”;
– с момента образования РФ разработка метода жидкостного дыхания для спасения подводников, как и подготовка волонтерских испытаний 2007 года, выполнялась и выполняется без грантов, за счет средств «AVF» в работе с СПб ГМУ им. И.П. Павлова и другими организациями;
– в настоящее время специальный глубоководный водолазный аппарат существует в виде проекта в рамках авторской концепции быстрого спасения подводников. Он базируется на уникальных свойствах быстрых и стойких (к давлению) водолазов жидкостного дыхания;
– Arnold Lande, бывший хирург, а ныне американский пенсионер-изобретатель, зарегистрировал патент на водолазный костюм, оснащенный баллоном со специальной жидкостью, обогащенной кислородом. Так называемый “жидкий воздух” подается из баллона в шлем дайвера, заполняет собой все пространство вокруг головы, вытесняет воздух из легких, полостей носоглотки и ушей, насыщая легкие человека достаточным количеством кислорода. В свою очередь, углекислый газ, который выделяется в процессе дыхания, выходит наружу при помощи своеобразного подобия жабр, прикрепленных к бедренной вене ныряльщика. То есть сам процесс дыхания становится попросту не нужен – кислород поступает в кровь через легкие, а углекислый газ выводится прямо из крови. Правда, как будет подаваться из баллона эта самая несжимаемая жидкость пока еще не совсем понятно…;
– есть информация о том, что опыты по дыханию в жидкости вовсю проводятся. И в России в том числе;
– в фильме “Бездна”, конечно, никто из актеров не дышал “особой водой”. И в одной из сцен даже допущен маленький, но очень запоминающийся косяк, когда Бад опускается на глубину, из его рта выходит предательский пузырек. которого в условиях жидкостного дыхания быть не должно;
– актеру Эду Харрису, сыгравшему одну из главных ролей, роль Бада, как-то по пути со съемок пришлось съехать на обочину из-за приступа непроизвольного плача..Настолько изматывающим был процесс создания фильма. Камерон требовал исключительной правдоподобности.
Смотрите кино. Дышите свободно и съезжайте с обочин только чтобы пофотографировать бабочек.
Спасибо за открытый доступ к некоторым данным члену-корреспонденту РАЕН, к.м.н. А. В. Филиппенко.
Источники:
http://zen.yandex.ru/media/id/5ab9ff2a9e29a297ea3e1af5/5d9c98f2e882c300b2f7ba0b
http://aif.ru/dontknows/file/chto_takoe_zhidkostnoe_dyhanie_i_zachem_primenyaetsya_etot_metod
http://snob.ru/profile/8757/blog/34398
Загрузка...
