ทำไมคนถึงหายใจไม่ออกใต้น้ำ? พื้นมหาสมุทรจะไม่กลายเป็นที่อยู่อาศัยถาวรของมนุษย์

มอสโก 27 มกราคม - RIA Novosti, Olga Kolentsovaแม้ว่าทารกในครรภ์จะอาศัยอยู่ในน้ำเป็นเวลาเก้าเดือน และการว่ายน้ำก็ดีต่อสุขภาพ แต่สภาพแวดล้อมทางน้ำก็เป็นอันตรายต่อมนุษย์ ใครๆ ก็สามารถจมน้ำได้ ไม่ว่าจะเป็นเด็ก ผู้ใหญ่ นักว่ายน้ำที่ได้รับการฝึกมาอย่างดี... และผู้ช่วยเหลือก็ไม่มีเวลามากพอที่จะช่วยชีวิตและสุขภาพจิตของบุคคลได้

เอาชนะความตึงเครียด

เมื่อบุคคลจมน้ำ น้ำจะเข้าสู่ปอด แต่เหตุใดผู้คนจึงไม่สามารถมีชีวิตอยู่อย่างน้อยช่วงเวลาสั้นๆ ด้วยการดึงออกซิเจนจากน้ำได้ เพื่อให้เข้าใจสิ่งนี้ เรามาดูกันว่าบุคคลหายใจอย่างไร ปอดเป็นเหมือนพวงองุ่นที่หลอดลมแตกแขนงออกเป็นหลาย ๆ ทางเดินหายใจ (หลอดลม) และสวมมงกุฎด้วยผลเบอร์รี่ - ถุงลม เส้นใยที่อยู่ในนั้นบีบอัดและขยาย ทำให้ออกซิเจนและก๊าซอื่นๆ จากบรรยากาศเข้าสู่หลอดเลือดหรือปล่อย CO 2 ออกมา

“ในการฟื้นฟูอากาศ จำเป็นต้องเคลื่อนไหวการหายใจ ซึ่งเกี่ยวข้องกับกล้ามเนื้อระหว่างซี่โครง กะบังลม และกล้ามเนื้อคอบางส่วน อย่างไรก็ตาม แรงตึงผิวของน้ำมีมากกว่าโมเลกุลภายในสารมาก ถูกดึงดูดเข้าหากันอย่างเท่าเทียมกันเนื่องจากมีเพื่อนบ้านอยู่ทุกด้าน โมเลกุลบนพื้นผิวมีเพื่อนบ้านน้อยลงและพวกมันดึงดูดกันมากขึ้น ซึ่งหมายความว่าเพื่อให้ถุงลมเล็ก ๆ ดึงน้ำเข้าสู่ตัวเอง ต้องใช้ความพยายามอย่างมากจากกล้ามเนื้อที่ซับซ้อนมากกว่าการสูดอากาศเข้าไป” แพทย์ศาสตร์การแพทย์ Alexey Umryukhin หัวหน้าภาควิชากล่าว สรีรวิทยาปกติของ First Moscow State Medical University ตั้งชื่อตาม I.M. Sechenov

ปอดของผู้ใหญ่ประกอบด้วยถุงลม 700-800 ล้านถุง พื้นที่ทั้งหมดประมาณ 90 ตารางเมตร ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะฉีกกระจกเรียบสองใบออกจากกันหากมีชั้นน้ำอยู่ระหว่างแก้วเหล่านั้น ลองนึกภาพว่าคุณต้องใช้ความพยายามมากแค่ไหนเมื่อสูดดมเพื่อเปิดพื้นที่ขนาดใหญ่ของถุงลม

อย่างไรก็ตามมันเป็นแรงตึงผิวที่ก่อให้เกิดปัญหาใหญ่ในการพัฒนาการหายใจของเหลว คุณสามารถทำให้สารละลายอิ่มตัวด้วยออกซิเจนและเลือกพารามิเตอร์เพื่อให้พันธะระหว่างโมเลกุลอ่อนลง แต่ไม่ว่าในกรณีใด แรงตึงผิวจะยังคงมีนัยสำคัญ กล้ามเนื้อที่เกี่ยวข้องกับการหายใจยังคงต้องใช้ความพยายามมากขึ้นในการดันสารละลายเข้าไปในถุงลมและขับออกจากที่นั่น คุณสามารถกลั้นหายใจของเหลวเป็นเวลาหลายนาทีหรือหนึ่งชั่วโมง แต่ไม่ช้าก็เร็วกล้ามเนื้อก็จะเหนื่อยและไม่สามารถรับมือกับงานได้

ย่อมไม่สามารถเกิดใหม่ได้

ถุงลมของทารกแรกเกิดเต็มไปด้วยน้ำคร่ำจำนวนหนึ่งนั่นคือพวกมันอยู่ในสภาพติดกัน เด็กหายใจเข้าครั้งแรกและถุงลมก็เปิดออกตลอดชีวิต หากน้ำเข้าไปในปอด แรงตึงผิวจะทำให้ถุงลมเกาะกัน และต้องใช้แรงมหาศาลในการดึงออกจากกัน การหายใจในน้ำสอง, สาม, สี่ครั้งเป็นปริมาณสูงสุดสำหรับบุคคล ทั้งหมดนี้มาพร้อมกับตะคริว - ร่างกายทำงานถึงขีด จำกัด ปอดและกล้ามเนื้อไหม้พยายามบีบทุกอย่างออกจากตัวมันเอง

มีตอนดังกล่าวในซีรีส์ยอดนิยม "Game of Thrones" ผู้แข่งขันชิงราชบัลลังก์ได้รับการถวายเป็นกษัตริย์ด้วยวิธีต่อไปนี้: ศีรษะของเขาจมอยู่ใต้น้ำจนกว่าเขาจะหยุดดิ้นรนและแสดงสัญญาณแห่งชีวิต จากนั้นร่างกายก็จะถูกดึงขึ้นฝั่งและรอให้ผู้นั้นหายใจเข้า คอโล่ง และลุกขึ้นยืน หลังจากนั้นผู้สมัครจะได้รับการยอมรับว่าเป็นผู้ปกครองที่เต็มเปี่ยม แต่ผู้สร้างซีรีส์นี้ได้ประดับประดาความเป็นจริง: หลังจากหายใจเข้าและหายใจออกในน้ำหลายครั้ง ร่างกายจะยอมแพ้ - และสมองจะหยุดส่งสัญญาณว่าจำเป็นต้องพยายามหายใจ

จิตใจเป็นจุดอ่อน

บุคคลสามารถกลั้นหายใจได้สามถึงห้านาที จากนั้นระดับออกซิเจนในเลือดจะลดลงความปรารถนาที่จะหายใจจะทนไม่ได้และควบคุมไม่ได้โดยสิ้นเชิง น้ำเข้าสู่ปอด แต่มีออกซิเจนไม่เพียงพอที่จะทำให้เนื้อเยื่ออิ่มตัว สมองเป็นคนแรกที่ขาดออกซิเจน เซลล์อื่นๆ สามารถอยู่รอดได้ระยะหนึ่งบนการหายใจแบบไม่ใช้ออกซิเจน กล่าวคือ การหายใจแบบไม่มีออกซิเจน แม้ว่าเซลล์เหล่านี้จะผลิตพลังงานน้อยกว่าในกระบวนการแอโรบิกถึง 19 เท่าก็ตาม

“โครงสร้างสมองใช้ออกซิเจนในรูปแบบต่างๆ เปลือกสมองมีลักษณะ “ตะกละ” โดยเฉพาะอย่างยิ่ง มันควบคุมขอบเขตของการรับรู้ กล่าวคือ มีหน้าที่รับผิดชอบในการสร้างสรรค์ การทำงานทางสังคมที่สูงขึ้น และความฉลาดของสมองจะถูกนำมาใช้เป็นอันดับแรก เพิ่มออกซิเจนสำรองและตาย” ผู้เชี่ยวชาญตั้งข้อสังเกต

ถ้าคนจมน้ำฟื้นขึ้นมา จิตสำนึกของเขาอาจจะไม่กลับมาเป็นปกติอีก แน่นอนว่าส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับเวลาที่อยู่ใต้น้ำ สภาพร่างกาย และลักษณะเฉพาะของแต่ละบุคคล แต่แพทย์เชื่อว่าโดยเฉลี่ยแล้วสมองของผู้จมน้ำจะตายภายในห้านาที

บ่อยครั้งที่ผู้ที่จมน้ำกลายเป็นคนพิการ - พวกเขานอนอยู่ในอาการโคม่าหรือเกือบเป็นอัมพาต แม้ว่าร่างกายจะอยู่ในสภาพปกติอย่างเป็นทางการ แต่สมองที่ได้รับผลกระทบก็ไม่สามารถควบคุมได้ สิ่งนี้เกิดขึ้นกับ Malik Akhmadov วัย 17 ปีซึ่งในปี 2010 ได้ช่วยชีวิตเด็กผู้หญิงที่จมน้ำโดยต้องแลกกับสุขภาพของเขา เป็นเวลาเจ็ดปีแล้วที่ชายผู้นี้เข้ารับการฟื้นฟูสมรรถภาพครั้งแล้วครั้งเล่า แต่สมองของเขายังไม่ฟื้นตัวเต็มที่

ข้อยกเว้นนั้นเกิดขึ้นได้ยาก แต่ก็เกิดขึ้นได้ ในปี 1974 เด็กชายวัย 5 ขวบในประเทศนอร์เวย์เดินขึ้นไปบนน้ำแข็งของแม่น้ำ แล้วตกลงไปจมน้ำตาย เขาถูกดึงขึ้นจากน้ำหลังจากผ่านไป 40 นาทีเท่านั้น แพทย์ได้ทำการช่วยหายใจ นวดหัวใจ และการช่วยชีวิตได้สำเร็จ เด็กนอนหมดสติอยู่สองวันแล้วลืมตาขึ้นมา แพทย์ตรวจเขาและต้องประหลาดใจที่พบว่าสมองของเขาปกติดี บางทีน้ำน้ำแข็งอาจชะลอการเผาผลาญในร่างกายของเด็กได้มากจนสมองของเขาดูเหมือนจะแข็งตัวและไม่ต้องการออกซิเจนเหมือนกับอวัยวะอื่น ๆ ของเขา

แพทย์เตือน: หากบุคคลหนึ่งจมอยู่ใต้น้ำแล้ว ผู้ช่วยเหลือมีเวลาหนึ่งนาทีเพื่อช่วยเขาอย่างแท้จริง ยิ่งเหยื่อขับน้ำออกจากปอดได้เร็วเท่าไรโดยกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาปิดปาก โอกาสที่จะฟื้นตัวเต็มที่ก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น สิ่งสำคัญคือต้องจำไว้ว่าคนที่จมน้ำแทบจะไม่ทรยศตัวเองด้วยการกรีดร้องหรือพยายามลอยตัวอยู่อย่างแข็งขัน เขาไม่มีกำลังเพียงพอสำหรับสิ่งนี้ ดังนั้นหากสงสัยว่ามีอะไรผิดปกติก็ควรถามว่าทุกอย่างเรียบร้อยดีหรือไม่ และหากไม่มีคำตอบ ก็หามาตรการช่วยเหลือผู้จมน้ำ

เห็นได้ชัดว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกของเรามีต้นกำเนิดมาจากน้ำ ในสภาพแวดล้อมที่ออกซิเจนมีจำกัดมาก ที่ความดันบรรยากาศ ปริมาณออกซิเจนในอากาศที่ระดับน้ำทะเลคือ 200 มิลลิลิตรต่อลิตร และออกซิเจนน้อยกว่า 7 มิลลิลิตรจะละลายในน้ำผิวดิน 1 ลิตร

ผู้อยู่อาศัยกลุ่มแรกในโลกของเราที่ปรับตัวเข้ากับสภาพแวดล้อมทางน้ำได้หายใจด้วยเหงือกโดยมีจุดประสงค์เพื่อดึงออกซิเจนออกจากน้ำในปริมาณสูงสุด

ในระหว่างวิวัฒนาการ สัตว์ต่างๆ สามารถควบคุมบรรยากาศที่อุดมด้วยออกซิเจนบนบกและเริ่มหายใจทางปอด การทำงานของอวัยวะระบบทางเดินหายใจยังคงเหมือนเดิม

ทั้งในปอดและเหงือก ออกซิเจนจะแทรกซึมผ่านเยื่อหุ้มบาง ๆ จากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่หลอดเลือด และก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยออกจากเลือดสู่สิ่งแวดล้อม ดังนั้นกระบวนการเดียวกันนี้จึงเกิดขึ้นทั้งในเหงือกและปอด สิ่งนี้ทำให้เกิดคำถาม: สัตว์ที่มีปอดจะสามารถหายใจในสภาพแวดล้อมทางน้ำได้หรือไม่ หากมันมีปริมาณออกซิเจนเพียงพอ

คำตอบสำหรับคำถามนี้น่าสังเกตด้วยเหตุผลหลายประการ ประการแรก เราจะทราบได้ว่าเหตุใดอวัยวะทางเดินหายใจของสัตว์บกจึงมีโครงสร้างแตกต่างจากอวัยวะที่เกี่ยวข้องของสัตว์น้ำมาก

นอกจากนี้คำตอบสำหรับคำถามนี้มีความสนใจในทางปฏิบัติอย่างแท้จริง หากผู้ที่ได้รับการฝึกมาเป็นพิเศษสามารถหายใจในสภาพแวดล้อมทางน้ำได้ จะทำให้การสำรวจความลึกของมหาสมุทรและเดินทางไปยังดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลได้ง่ายขึ้น ทั้งหมดนี้ทำหน้าที่เป็นพื้นฐานสำหรับชุดการทดลองเพื่อศึกษาความเป็นไปได้ที่สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมบนบกจะหายใจเอาน้ำเข้าไป

ปัญหาการหายใจของน้ำ

การทดลองดังกล่าวดำเนินการในห้องปฏิบัติการในประเทศเนเธอร์แลนด์และสหรัฐอเมริกา น้ำหายใจมีปัญหาหลักสองประการ มีการกล่าวถึงอย่างหนึ่งแล้ว: ที่ความดันบรรยากาศปกติ ออกซิเจนที่ละลายในน้ำน้อยเกินไป

ปัญหาที่สองคือน้ำและเลือดเป็นของเหลวที่มีคุณสมบัติทางสรีรวิทยาแตกต่างกันมาก เมื่อ "สูดดม" น้ำสามารถทำลายเนื้อเยื่อปอดและทำให้ปริมาตรและองค์ประกอบของของเหลวในร่างกายเปลี่ยนแปลงถึงแก่ชีวิตได้

สมมติว่าเราได้เตรียมสารละลายไอโซโทนิกพิเศษโดยที่องค์ประกอบของเกลือเหมือนกับในพลาสมาในเลือด ภายใต้แรงดันสูงสารละลายจะอิ่มตัวด้วยออกซิเจน (ความเข้มข้นจะใกล้เคียงกับในอากาศโดยประมาณ) สัตว์จะสามารถหายใจวิธีแก้ปัญหาดังกล่าวได้หรือไม่?

การทดลองดังกล่าวครั้งแรกเกิดขึ้นที่มหาวิทยาลัยไลเดน หนูถูกนำเข้าไปในห้องที่เต็มไปด้วยสารละลายที่เตรียมไว้เป็นพิเศษและนำออกซิเจนเข้าไปภายใต้ความกดดันผ่านทางแอร์ล็อคที่คล้ายกับเรือชูชีพใต้น้ำ ผ่านผนังโปร่งใสของห้องทำให้สามารถสังเกตพฤติกรรมของหนูได้

ในช่วงสองสามวินาทีแรก สัตว์ต่างๆ พยายามจะขึ้นสู่ผิวน้ำ แต่ตาข่ายลวดขัดขวางไว้ หลังจากการรบกวนครั้งแรก พวกหนูก็สงบลงและดูเหมือนจะไม่ได้รับความทุกข์ทรมานมากนักในสถานการณ์เช่นนี้ พวกเขาเคลื่อนไหวการหายใจช้าๆ เป็นจังหวะ เห็นได้ชัดว่าเป็นการหายใจเข้าและหายใจออกของเหลว บางคนอาศัยอยู่ในสภาพเช่นนี้เป็นเวลาหลายชั่วโมง

ปัญหาหลักของการหายใจเอาน้ำ

หลังจากการทดลองหลายครั้ง เห็นได้ชัดว่าปัจจัยชี้ขาดที่กำหนดอายุขัยของหนูไม่ใช่การขาดออกซิเจน (ซึ่งสามารถใส่ลงในสารละลายในปริมาณที่ต้องการโดยการเพิ่มความดันบางส่วนของหนู) แต่เป็นความยากลำบากในการเอาออก คาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกายได้ในระดับที่ต้องการ

หนูเมาส์ที่สามารถอยู่รอดได้นานที่สุดคือ 18 ชั่วโมง ถูกเก็บไว้ในสารละลายซึ่งมีบัฟเฟอร์อินทรีย์ ทริส(ไฮดรอกซีเมทิล)อะมิโนมีเทน จำนวนเล็กน้อยถูกเติมเข้าไป หลังช่วยลดผลกระทบจากการสะสมคาร์บอนไดออกไซด์ในสัตว์ให้เหลือน้อยที่สุด การลดอุณหภูมิของสารละลายลงเหลือ 20 C (ประมาณครึ่งหนึ่งของอุณหภูมิร่างกายปกติของเมาส์) ยังช่วยยืดอายุการใช้งานอีกด้วย

ในกรณีนี้เกิดจากการชะลอตัวของกระบวนการเผาผลาญโดยทั่วไป

โดยปกติแล้ว อากาศหนึ่งลิตรที่สัตว์หายใจออกจะมีคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ 50 มิลลิลิตร สิ่งอื่นๆ ทั้งหมดเท่าเทียมกัน (อุณหภูมิ ความดันบางส่วนของคาร์บอนไดออกไซด์) ก๊าซนี้เพียง 30 มิลลิลิตรละลายในสารละลายน้ำเกลือหนึ่งลิตร ซึ่งมีองค์ประกอบเกลือในเลือดเหมือนกัน

ซึ่งหมายความว่าเพื่อที่จะปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่ต้องการ สัตว์จะต้องสูดดมน้ำมากกว่าอากาศสองเท่า (แต่การสูบของเหลวผ่านหลอดลมต้องใช้พลังงานมากกว่า 36 เท่า เนื่องจากความหนืดของน้ำสูงกว่าความหนืดของอากาศ 36 เท่า)

จากนี้เห็นได้ชัดว่าแม้ในกรณีที่ไม่มีการเคลื่อนไหวของของเหลวในปอดอย่างปั่นป่วน แต่น้ำที่ใช้หายใจยังต้องการพลังงานมากกว่าอากาศหายใจถึง 60 เท่า

ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่สัตว์ทดลองจะค่อยๆ อ่อนแอลง และจากนั้น - เนื่องจากความเหนื่อยล้าและการสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกาย - การหายใจจึงหยุดลง

ผลการทดลอง

จากการทดลองที่ดำเนินการ มันเป็นไปไม่ได้ที่จะตัดสินว่าออกซิเจนเข้าสู่ปอดมากแค่ไหน ความอิ่มตัวของเลือดในหลอดเลือดและระดับของการสะสมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดของสัตว์คือเท่าใด เราค่อยๆ มาถึงชุดการทดลองขั้นสูงยิ่งขึ้น

โดยดำเนินการกับสุนัขในห้องขนาดใหญ่ซึ่งมีอุปกรณ์เพิ่มเติม ห้องนี้เต็มไปด้วยอากาศภายใต้ความกดดัน 5 บรรยากาศ นอกจากนี้ยังมีอ่างอาบน้ำที่มีน้ำเกลืออิ่มตัวด้วยออกซิเจน มีสัตว์ทดลองจุ่มอยู่ในนั้น ก่อนการทดลอง เพื่อลดความต้องการออกซิเจนโดยรวมของร่างกาย สุนัขจึงได้รับการดมยาสลบและทำให้เย็นลงที่อุณหภูมิ 32°C

ในระหว่างการดำน้ำ สุนัขได้หายใจอย่างรุนแรง หยดน้ำที่พุ่งขึ้นมาจากผิวน้ำแสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่าเธอกำลังสูบสารละลายผ่านปอดของเธอ ในตอนท้ายของการทดลอง สุนัขถูกนำออกจากอ่างอาบน้ำ นำน้ำออกจากปอด และนำอากาศกลับเข้าไปอีกครั้ง จากการทดสอบสัตว์ทั้งหกตัว มีหนึ่งตัวที่รอดชีวิต สุนัขหายใจในน้ำเป็นเวลา 24 นาที

ผลลัพธ์ของการทดลองสามารถกำหนดได้ดังนี้: ภายใต้เงื่อนไขบางประการ สัตว์ที่สูดอากาศสามารถหายใจน้ำได้ในระยะเวลาที่จำกัด ข้อเสียเปรียบหลักของการหายใจทางน้ำคือการสะสมของคาร์บอนไดออกไซด์ในร่างกาย

ในระหว่างการทดลอง ความดันโลหิตของสุนัขที่รอดชีวิตมีค่าน้อยกว่าปกติเล็กน้อย แต่ยังคงที่ ชีพจรและการหายใจช้าแต่สม่ำเสมอ เลือดแดงอิ่มตัวด้วยออกซิเจน ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในเลือดค่อยๆเพิ่มขึ้น

นั่นหมายความว่าการหายใจแรงๆ ของสุนัขไม่เพียงพอที่จะกำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากร่างกายตามปริมาณที่ต้องการ

การทดลองหายใจทางน้ำชุดใหม่

ที่ New York State University ฉันยังคงทำงานร่วมกับ Herman Raan, Edward H. Lanfear และ Charles V. Paganelli ในการทดลองชุดใหม่ มีการใช้เครื่องมือที่ทำให้สามารถรับข้อมูลเฉพาะเกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนก๊าซที่เกิดขึ้นในปอดของสุนัขเมื่อหายใจของเหลว เช่นเคย สัตว์เหล่านี้หายใจเอาน้ำเกลือที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจนภายใต้ความกดดัน 5 บรรยากาศ

ตรวจวัดองค์ประกอบของก๊าซของของเหลวที่หายใจเข้าและหายใจออกที่ทางเข้าและออกของสารละลายจากปอดของสุนัข ของเหลวที่ได้รับออกซิเจนเข้าสู่ร่างกายของสุนัขที่ถูกดมยาสลบผ่านท่อยางที่สอดเข้าไปในหลอดลม การไหลถูกควบคุมโดยปั๊มวาล์ว

เมื่อสูดดมแต่ละครั้งสารละลายจะไหลเข้าสู่ปอดภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงและเมื่อหายใจออกของเหลวจะไหลเข้าสู่เครื่องรับพิเศษตามหลักการเดียวกัน ปริมาณออกซิเจนที่ดูดซึมในปอดและปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ปล่อยออกมาถูกกำหนดเป็นความแตกต่างระหว่างค่าที่สอดคล้องกันในปริมาณของเหลวที่สูดดมและหายใจออกในปริมาณเท่ากัน

สัตว์ไม่ได้รับการระบายความร้อน ปรากฎว่าภายใต้สภาวะเหล่านี้ สุนัขจะดึงออกซิเจนออกจากน้ำในปริมาณที่เท่ากันกับที่มักจะดึงออกมาจากอากาศ ตามที่คาดไว้ สัตว์เหล่านี้ไม่ได้หายใจออกคาร์บอนไดออกไซด์เพียงพอ ดังนั้นปริมาณของมันในเลือดจึงค่อยๆ เพิ่มขึ้น

ในตอนท้ายของการทดลองซึ่งใช้เวลานานถึงสี่สิบห้านาที น้ำจะถูกเอาออกจากปอดของสุนัขผ่านรูพิเศษในหลอดลม ปอดถูกไล่ออกด้วยอากาศหลายส่วน ไม่มีการดำเนินการตามขั้นตอน "การฟื้นฟู" เพิ่มเติม สุนัขหกในสิบหกตัวรอดชีวิตจากการทดลองโดยไม่มีผลกระทบที่มองเห็นได้

ปฏิสัมพันธ์ขององค์ประกอบทั้งสาม

การหายใจของทั้งปลาและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมขึ้นอยู่กับปฏิสัมพันธ์ที่ซับซ้อนขององค์ประกอบสามประการ:

1) ความต้องการของร่างกายในการแลกเปลี่ยนก๊าซ

2) คุณสมบัติทางกายภาพของสิ่งแวดล้อมและ

3) โครงสร้างของอวัยวะระบบทางเดินหายใจ

เพื่อให้อยู่เหนือการประเมินความสำคัญของโครงสร้างอวัยวะในกระบวนการปรับตัวโดยสัญชาตญาณอย่างแท้จริง จำเป็นต้องเข้าใจปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ทั้งหมดอย่างถูกต้อง แน่นอนว่าควรถามคำถามเหล่านี้ โมเลกุลออกซิเจนจากสิ่งแวดล้อมเข้าสู่กระแสเลือดได้อย่างไร? เส้นทางที่แน่นอนของเธอคืออะไร? การตอบคำถามเหล่านี้ยากกว่าที่คิดไว้มาก

เมื่อหน้าอกขยายตัว อากาศ (หรือน้ำ) จะเข้าสู่ปอดของสัตว์ จะเกิดอะไรขึ้นกับของเหลวที่เข้าไปในถุงลมบริเวณขอบของปอด? ลองดูปรากฏการณ์นี้โดยใช้ตัวอย่างง่ายๆ

หากหมึกจำนวนเล็กน้อยถูกฉีดอย่างช้าๆ ผ่านเข็มเข้าไปในกระบอกฉีดยาที่เติมน้ำไว้บางส่วน หมึกจะก่อตัวเป็นกระแสบางๆ ตรงกลางของภาชนะก่อน หลังจากที่ "การสูดดม" หยุดลง หมึกจะค่อยๆ กระจายไปทั่วทั้งปริมาตรน้ำ

หากเติมหมึกอย่างรวดเร็วจนกระแสน้ำปั่นป่วน การผสมจะเกิดขึ้นเร็วกว่ามากแน่นอน จากข้อมูลที่ได้รับและคำนึงถึงขนาดของหลอดลม เราสามารถสรุปได้ว่าอากาศหรือน้ำที่สูดเข้าไปจะเข้าสู่ถุงลมอย่างช้าๆ โดยไม่มีความวุ่นวาย

ดังนั้นจึงสันนิษฐานได้ว่าเมื่อสูดอากาศบริสุทธิ์ (หรือน้ำ) โมเลกุลของออกซิเจนจะรวมตัวกันที่ใจกลางถุงลม (ถุงลม) ก่อน ตอนนี้พวกเขาต้องเอาชนะระยะทางที่สำคัญผ่านการแพร่กระจายก่อนที่จะถึงกำแพงที่พวกเขาเข้าไปในเลือด

ระยะห่างเหล่านี้มากกว่าความหนาของเยื่อหุ้มเซลล์ที่แยกอากาศออกจากเลือดในปอดหลายเท่า หากตัวกลางที่สูดเข้าไปคืออากาศ ก็ไม่สำคัญมากนัก ออกซิเจนจะกระจายอย่างสม่ำเสมอทั่วทั้งถุงลมในเสี้ยววินาที

ความเร็วของการกระจายก๊าซในน้ำนั้นน้อยกว่าในอากาศถึง 6,000 เท่า ดังนั้นเมื่อหายใจเอาน้ำเข้าไป ความแตกต่างในความดันบางส่วนของออกซิเจนจึงเกิดขึ้นในบริเวณส่วนกลางและส่วนปลาย เนื่องจากอัตราการแพร่กระจายของก๊าซต่ำ ความดันออกซิเจนที่อยู่ตรงกลางของถุงลมจึงสูงขึ้นในแต่ละรอบการหายใจมากกว่าที่ผนัง ความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ที่ออกจากเลือดจะอยู่ใกล้ผนังถุงลมมากกว่าตรงกลาง

การแลกเปลี่ยนก๊าซในปอด

สถานที่ทางทฤษฎีดังกล่าวเกิดขึ้นจากการศึกษาองค์ประกอบก๊าซของของเหลวที่หายใจออกระหว่างการทดลองกับสุนัข น้ำที่ไหลออกจากปอดของสุนัขถูกรวบรวมไว้เป็นท่อยาว

ปรากฎว่าในส่วนแรกของน้ำซึ่งเห็นได้ชัดว่ามาจากส่วนกลางของถุงลม มีออกซิเจนมากกว่าส่วนสุดท้ายซึ่งมาจากผนัง เมื่อสุนัขหายใจเข้าในอากาศ ไม่มีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนในองค์ประกอบของอากาศที่หายใจออกส่วนแรกและส่วนสุดท้าย

เป็นที่น่าสนใจที่จะทราบว่าการแลกเปลี่ยนก๊าซที่เกิดขึ้นในปอดของสุนัขเมื่อสูดน้ำเข้าไปนั้นคล้ายกันมากกับกระบวนการที่เกิดขึ้นในน้ำหยดธรรมดาเมื่อมีการแลกเปลี่ยนเกิดขึ้นบนพื้นผิว: ออกซิเจน - คาร์บอนไดออกไซด์ จากการเปรียบเทียบนี้ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของปอดได้ถูกสร้างขึ้น และเลือกทรงกลมที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณหนึ่งมิลลิเมตรเป็นหน่วยการทำงาน

การคำนวณแสดงให้เห็นว่าปอดประกอบด้วยเซลล์แลกเปลี่ยนก๊าซทรงกลมประมาณครึ่งล้านเซลล์ ซึ่งการถ่ายโอนก๊าซจะดำเนินการโดยการแพร่กระจายเท่านั้น จำนวนและขนาดที่คำนวณได้ของเซลล์เหล่านี้ตรงกับจำนวนและขนาดของโครงสร้างปอดบางชนิดที่เรียกว่า "primary lobules" (lobules) อย่างใกล้ชิด

เห็นได้ชัดว่า lobules เหล่านี้เป็นหน่วยการทำงานหลักของปอด ในทำนองเดียวกัน การใช้ข้อมูลทางกายวิภาค ก็เป็นไปได้ที่จะสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของเหงือกปลา ซึ่งเป็นหน่วยแลกเปลี่ยนก๊าซหลักซึ่งจะมีรูปร่างที่แตกต่างกันตามลำดับ

การสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ทำให้สามารถวาดเส้นแบ่งที่ชัดเจนระหว่างอวัยวะทางเดินหายใจของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและปลาได้ ปรากฎว่าสิ่งสำคัญอยู่ที่โครงสร้างทางเรขาคณิตของเซลล์ทางเดินหายใจ สิ่งนี้จะชัดเจนเป็นพิเศษเมื่อศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างความต้องการปลาในการแลกเปลี่ยนก๊าซ และคุณสมบัติของสิ่งแวดล้อมกับรูปร่างของอวัยวะระบบทางเดินหายใจของปลา

สมการที่แสดงถึงการพึ่งพานี้รวมถึงปริมาณต่างๆ เช่น ความพร้อมของออกซิเจน ซึ่งได้แก่ ความเข้มข้น อัตราการแพร่ และความสามารถในการละลายในสภาพแวดล้อมรอบๆ สัตว์

ปริมาตรของอากาศหรือน้ำที่สูดเข้าไป จำนวนและขนาดของเซลล์แลกเปลี่ยนก๊าซ ปริมาณออกซิเจนที่เซลล์เหล่านั้นดูดซับ และสุดท้ายคือความดันของออกซิเจนในเลือดแดง สมมติว่าปลามีปอดมากกว่าเหงือกเป็นอวัยวะทางเดินหายใจ

นำข้อมูลจริงเกี่ยวกับการแลกเปลี่ยนก๊าซที่เกิดขึ้นระหว่างการหายใจของปลามาแทนสมการ เราจะพบว่าปลาที่มีปอดจะไม่สามารถอาศัยอยู่ในน้ำได้ เนื่องจากการคำนวณแสดงให้เห็นว่าไม่มีออกซิเจนในเลือดแดงของแบบจำลองปลาของคุณโดยสมบูรณ์ .

ซึ่งหมายความว่ามีข้อผิดพลาดในการสันนิษฐาน กล่าวคือ รูปร่างที่เลือกของเซลล์แลกเปลี่ยนก๊าซปรากฏว่าไม่ถูกต้อง ปลาอาศัยอยู่ในน้ำเนื่องจากเหงือกประกอบด้วยแผ่นแบนบางและอัดแน่น ในโครงสร้างดังกล่าว ไม่มีปัญหาการแพร่กระจายของก๊าซ ไม่เหมือนกับเซลล์ทรงกลมของปอด

สัตว์ที่มีอวัยวะระบบทางเดินหายใจคล้ายกับปอดสามารถอยู่รอดได้ในน้ำก็ต่อเมื่อร่างกายต้องการออกซิเจนต่ำมากเท่านั้น มาดูปลิงทะเลเป็นตัวอย่างกัน

เหงือกช่วยให้ปลาสามารถอาศัยอยู่ในน้ำได้ และเหงือกเดียวกันนี้ช่วยป้องกันไม่ให้พวกมันอยู่นอกน้ำได้ ในอากาศจะถูกทำลายโดยแรงโน้มถ่วง แรงตึงผิวที่ส่วนต่อประสานระหว่างอากาศและน้ำทำให้แผ่นเหงือกที่อัดแน่นเกาะติดกัน

พื้นที่เหงือกทั้งหมดที่มีการแลกเปลี่ยนก๊าซลดลงมากจนปลาไม่สามารถหายใจได้แม้จะมีออกซิเจนในอากาศมากมายก็ตาม ถุงลมของปอดได้รับการปกป้องจากการถูกทำลาย ประการแรกโดยหน้าอก และประการที่สอง โดยสารทำให้เปียกที่ปล่อยออกมาในปอด ซึ่งช่วยลดแรงตึงผิวได้อย่างมาก

การหายใจของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในน้ำ

การศึกษากระบวนการหายใจของสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมในน้ำได้ให้ข้อมูลใหม่เกี่ยวกับหลักการพื้นฐานของการหายใจโดยทั่วไป ในทางกลับกัน มีข้อสันนิษฐานที่แท้จริงว่าบุคคลจะสามารถหายใจของเหลวได้ภายในระยะเวลาที่จำกัดโดยไม่มีผลกระทบที่เป็นอันตราย สิ่งนี้จะช่วยให้นักดำน้ำสามารถลงสู่ความลึกของมหาสมุทรได้มากกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน

อันตรายหลักของการดำน้ำลึกนั้นสัมพันธ์กับแรงดันน้ำที่หน้าอกและปอด เป็นผลให้ความดันของก๊าซในปอดเพิ่มขึ้นและก๊าซบางส่วนเข้าสู่กระแสเลือดซึ่งนำไปสู่ผลกระทบร้ายแรง ที่ความดันสูง ก๊าซส่วนใหญ่จะเป็นพิษต่อร่างกาย

ดังนั้นไนโตรเจนที่เข้าสู่กระแสเลือดของนักดำน้ำทำให้เกิดอาการมึนเมาที่ระดับความลึก 30 เมตรและทำให้เขาไร้ความสามารถจริงที่ระดับความลึก 90 เมตรอันเนื่องมาจากการง่วงซึมของไนโตรเจน (ปัญหานี้สามารถแก้ไขได้ด้วยการใช้ก๊าซหายาก เช่น ฮีเลียม ซึ่งไม่เป็นพิษแม้ในระดับความเข้มข้นที่สูงมากก็ตาม)

นอกจากนี้ หากนักดำน้ำกลับมาเร็วเกินไปจากระดับความลึกสู่ผิวน้ำ ก๊าซที่ละลายในเลือดและเนื้อเยื่อจะถูกปล่อยออกมาเป็นฟอง ทำให้เกิดอาการป่วยจากการบีบอัด

อันตรายนี้สามารถหลีกเลี่ยงได้หากนักดำน้ำหายใจเอาของเหลวที่มีออกซิเจนเข้าไปแทนอากาศ ของเหลวในปอดจะทนทานต่อแรงกดดันภายนอกที่สำคัญ และปริมาตรของมันจะยังคงไม่เปลี่ยนแปลงเลย ในสภาวะเช่นนี้ นักดำน้ำที่ลงไปที่ระดับความลึกหลายร้อยเมตรจะสามารถกลับขึ้นสู่ผิวน้ำได้อย่างรวดเร็วโดยไม่มีผลกระทบใดๆ

เพื่อพิสูจน์ว่าอาการป่วยจากการบีบอัดไม่เกิดขึ้นเมื่อหายใจเอาน้ำ จึงมีการทดลองต่อไปนี้ในห้องปฏิบัติการของฉัน ในการทดลองด้วยเมาส์ที่หายใจเอาของเหลวออกมา ความดัน 30 บรรยากาศจะถูกส่งไปยังหนึ่งบรรยากาศภายในเวลาสามวินาที ไม่มีอาการเจ็บป่วยใดๆ การเปลี่ยนแปลงความดันระดับนี้เทียบเท่ากับการเพิ่มขึ้นจากระดับความลึก 910 เมตรด้วยความเร็ว 1,100 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

มนุษย์สามารถหายใจน้ำได้

การหายใจแบบเหลวอาจเป็นประโยชน์สำหรับมนุษย์ในระหว่างการเดินทางสู่อวกาศในอนาคต เมื่อกลับมาจากดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลออกไป เช่น จากดาวพฤหัสบดี จะต้องมีความเร่งมหาศาลเพื่อหนีจากเขตแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ ความเร่งเหล่านี้มีค่ามากกว่าที่ร่างกายมนุษย์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งปอดที่เปราะบางได้ง่ายสามารถต้านทานได้

แต่ปริมาณที่เท่ากันจะเป็นที่ยอมรับได้หากปอดเต็มไปด้วยของเหลว และร่างกายของนักบินอวกาศถูกจุ่มลงในของเหลวที่มีความหนาแน่นเท่ากับความหนาแน่นของเลือด เช่นเดียวกับที่ทารกในครรภ์แช่อยู่ในน้ำคร่ำในครรภ์ของมารดา

นักสรีรวิทยาชาวอิตาลี Rudolf Margaria, T. Gulterotti และ D. Spinelli ทำการทดลองดังกล่าวในปี 1958 ถังเหล็กที่บรรจุหนูตั้งท้องถูกทิ้งจากความสูงที่ต่างกันไปบนรางรองรับตะกั่ว วัตถุประสงค์ของการทดลองคือเพื่อทดสอบว่าทารกในครรภ์จะรอดจากการเบรกกะทันหันและการกระแทกจากการลงจอดหรือไม่ ความเร็วเบรกคำนวณจากความลึกของการเยื้องของกระบอกสูบเข้ากับฐานตะกั่ว

สัตว์เหล่านั้นก็ตายทันทีระหว่างการทดลอง การชันสูตรพลิกศพพบความเสียหายที่ปอดอย่างมาก อย่างไรก็ตาม เอ็มบริโอที่ผ่าตัดออกมายังมีชีวิตอยู่และพัฒนาได้ตามปกติ ทารกในครรภ์ซึ่งได้รับการปกป้องโดยของเหลวในมดลูกสามารถทนต่อความเร่งติดลบได้มากถึง 10,000 กรัม

หลังจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าสัตว์บกสามารถหายใจของเหลวได้ ก็สมเหตุสมผลที่จะยอมรับความเป็นไปได้แบบเดียวกันสำหรับมนุษย์ ขณะนี้เรามีหลักฐานโดยตรงที่จะสนับสนุนสมมติฐานนี้ ตัวอย่างเช่น ขณะนี้เรากำลังใช้วิธีการใหม่ในการรักษาโรคปอดบางชนิด

วิธีการประกอบด้วยการล้างปอดข้างหนึ่งด้วยน้ำเกลือซึ่งจะขจัดสารคัดหลั่งทางพยาธิวิทยาออกจากถุงลมและหลอดลม ปอดที่สองหายใจเอาก๊าซออกซิเจน

การดำเนินการที่ประสบความสำเร็จของปฏิบัติการนี้เป็นแรงบันดาลใจให้เราทำการทดลอง โดยมี Francis D. Faleichik นักดำน้ำใต้ทะเลลึกผู้กล้าหาญอาสาเข้ามา

ภายใต้การดมยาสลบ มีการใส่สายสวนคู่เข้าไปในหลอดลมของเขา โดยแต่ละท่อจะไปถึงปอดของเขา ที่อุณหภูมิร่างกายปกติ อากาศในปอดข้างหนึ่งจะถูกแทนที่ด้วยสารละลายเกลือแกง 0.9% “วงจรการหายใจ” ประกอบด้วยการให้น้ำเกลือเข้าไปในปอดแล้วจึงเอาออก

วงจรนี้ถูกทำซ้ำเจ็ดครั้ง โดยใช้สารละลาย 500 มิลลิลิตรสำหรับการ "สูดดม" แต่ละครั้ง ฟาไลจิคซึ่งมีสติสัมปชัญญะเต็มที่ตลอดการทำหัตถการ กล่าวว่า เขาไม่ได้สังเกตเห็นความแตกต่างที่มีนัยสำคัญระหว่างอากาศหายใจในปอดกับน้ำหายใจในปอด นอกจากนี้เขายังไม่พบความรู้สึกไม่พึงประสงค์ใด ๆ เมื่อมีของเหลวไหลเข้าและออกจากปอด

แน่นอนว่าการทดลองนี้ยังห่างไกลจากการพยายามทำกระบวนการหายใจด้วยปอดทั้งสองในน้ำ แต่แสดงให้เห็นว่าการเติมปอดของบุคคลด้วยน้ำเกลือหากดำเนินการอย่างถูกต้องจะไม่ทำให้เนื้อเยื่อถูกทำลายอย่างรุนแรง และไม่เกิดอาการอันไม่พึงประสงค์

ปัญหาที่ยากที่สุดของการหายใจเอาน้ำ

บางทีปัญหาที่ยากที่สุดในการแก้ไขก็คือการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ออกจากปอดโดยการหายใจเอาน้ำเข้าไป ดังที่เราได้กล่าวไปแล้วว่าความหนืดของน้ำนั้นมากกว่าความหนืดของอากาศประมาณ 36-40 เท่า ซึ่งหมายความว่าปอดจะสูบน้ำช้ากว่าอากาศอย่างน้อยสี่สิบเท่า

กล่าวอีกนัยหนึ่ง นักดำน้ำรุ่นเยาว์ที่มีสุขภาพแข็งแรงซึ่งสามารถสูดอากาศได้ 200 ลิตรต่อนาที จะสามารถสูดน้ำได้เพียง 5 ลิตรต่อนาทีเท่านั้น เห็นได้ชัดว่าการหายใจดังกล่าว คาร์บอนไดออกไซด์จะไม่ถูกปล่อยออกมาในปริมาณที่เพียงพอ แม้ว่าบุคคลนั้นจะจมอยู่ในน้ำจนหมดก็ตาม

เป็นไปได้ไหมที่จะแก้ไขปัญหานี้โดยใช้ตัวกลางที่คาร์บอนไดออกไซด์ละลายได้ดีกว่าในน้ำ? ในฟลูออโรคาร์บอนสังเคราะห์เหลวบางชนิด คาร์บอนไดออกไซด์จะถูกละลายมากกว่าน้ำถึงสามเท่าและออกซิเจน - สามสิบเท่า Leland S. Clark และ Frank Gollan แสดงให้เห็นว่าหนูสามารถอาศัยอยู่ในคาร์บอนฟลูออไรด์เหลวที่มีออกซิเจนที่ความดันบรรยากาศ

คาร์บอนฟลูออไรด์ไม่เพียงแต่มีออกซิเจนมากกว่าน้ำเท่านั้น แต่ในสภาพแวดล้อมนี้ อัตราการแพร่กระจายของก๊าซยังสูงกว่าสี่เท่า อย่างไรก็ตาม แม้ที่นี่ สิ่งกีดขวางยังคงมีความจุของเหลวผ่านปอดต่ำ ฟลูออโรคาร์บอนมีความหนืดมากกว่าสารละลายน้ำเกลือ

แปลจากภาษาอังกฤษโดย N. Poznanskaya

ความฝันของมนุษย์สะเทินน้ำสะเทินบกการพิชิตธาตุน้ำโดยมนุษย์ - นักเขียนนิยายวิทยาศาสตร์ถูกล่อลวงด้วยความฝันนี้มากกว่าหนึ่งครั้ง ใครในพวกเราไม่เคยได้ยินเกี่ยวกับการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่ที่ดำเนินการในประเทศต่างๆ โดยมีเป้าหมายในการเคลื่อนย้ายผู้คนจากบกสู่น้ำ แต่คนเราจะหายใจใต้น้ำได้อย่างไร?

สำหรับบางคนดูเหมือนว่า "นภา" ของลูกบอลของเราเล็กเกินไปสำหรับบุคคลแล้ว ทุกคนคุ้นเคยกับผลงานของ Jacques Yves Cousteau ชาวฝรั่งเศสซึ่งบ่งบอกถึงโอกาสที่ดีในทิศทางนี้ นักวิทยาศาสตร์ไม่ได้ก่อให้เกิดปัญหาของการ "ทำลาย" ทางสรีรวิทยาของมนุษย์อย่างรุนแรงเพราะ - อย่างน้อยก็ในขั้นตอนนี้ - ความตั้งใจดังกล่าวจะเป็นยูโทเปีย เขาตั้งใจที่จะย้ายที่อยู่อาศัยของมนุษย์ใต้น้ำ และพัฒนาโครงสร้างที่จำเป็นสำหรับการอยู่อาศัยและทำงานในองค์ประกอบทะเล

แต่ทิศทางอื่นก็เกิดขึ้นเช่นกัน แมลงบางชนิดหายใจในน้ำได้อย่างไร? เมื่อพวกเขาดำน้ำ จะมีฟองอากาศล้อมรอบร่างกายของพวกเขา ความดันบางส่วนของไนโตรเจนในฟองจะสูงขึ้น จึงค่อย ๆ กลายเป็นน้ำ นอกจากนี้ ปริมาณออกซิเจนในฟองอากาศและสภาพแวดล้อมทางน้ำโดยรอบยังแตกต่างกันอีกด้วย ดังนั้นออกซิเจนจึงเข้าสู่ฟองจากน้ำและก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์จะถูกปล่อยลงสู่น้ำ และแมลงสามารถหายใจได้อย่างสมบูรณ์ในสภาพแวดล้อมที่ดูผิดปกติ

นักดำน้ำที่จมลงสู่ก้นทะเลมีลักษณะคล้ายกับแมลงที่ล้อมรอบด้วยฟองอากาศ... แต่นักดำน้ำและนักดำน้ำมักเผชิญกับอันตรายร้ายแรง - ความเจ็บป่วยจากการบีบอัด ผู้ร้ายคือไนโตรเจน ซึ่งเป็นส่วนผสมที่เราหายใจเข้ากับออกซิเจน เมื่อเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากระดับความลึกมากก็เริ่มถูกขับออกจากเลือดในรูปของฟองและอุดตันหลอดเลือดขนาดเล็ก หากบุคคลสามารถหายใจใต้น้ำได้ การเจ็บป่วยจากการบีบอัดจะไม่เป็นปัญหาสำหรับเขา

การทดลองกับหนูและสุนัขให้ผลลัพธ์ที่น่าอัศจรรย์ หากคุณจุ่มสัตว์เหล่านี้ลงในน้ำธรรมดาชะตากรรมของพวกมันก็เดาได้ไม่ยาก: พวกมันก็จะตายภายในไม่กี่นาที จะเกิดอะไรขึ้นถ้าคุณเปลี่ยนคุณสมบัติบางอย่างของน้ำ? และพวกเขาก็ทำอย่างนั้น น้ำอิ่มตัวด้วยออกซิเจนภายใต้ความกดดัน 5-8 บรรยากาศโดยเติมเกลือลงไปทำให้เกิดสารละลายทางสรีรวิทยา จากนั้นหนูก็ถูกวางลงในสารละลายนี้ ในการทดลองชุดหนึ่ง หนูยังคงมีชีวิตอยู่ใต้น้ำได้ประมาณ 6 ชั่วโมง โดยพวกมันหายใจและสัมผัสกับสิ่งเร้าภายนอกต่างๆ สัตว์ที่ถูกนำขึ้นมาจากน้ำมีชีวิตอยู่ต่อไปอีก 2 ชั่วโมง

การทดลองกับสุนัขนั้นแตกต่างออกไป สัตว์เหล่านี้ได้รับการดมยาสลบ ให้ยาปฏิชีวนะแก่พวกมัน และในสถานะนี้พวกมันถูกใส่ไว้ในสารละลาย สุนัขหายใจในน้ำเป็นเวลา 23 ถึง 38 นาที จากสัตว์ทดลอง 6 ตัว โดยสองตัวรอดชีวิตหลังจากสิ้นสุดการทดลอง ต่อมาตัวเมียตัวหนึ่งก็คลอดตามปกติ

สัตว์เหล่านี้หายใจเอาของเหลวเข้าไปและยังมีชีวิตอยู่!

ช่วงเวลาวิกฤติสำหรับสัตว์ที่ทำการทดลองดังกล่าวเกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนผ่านจากการหายใจของน้ำไปเป็นการหายใจของอากาศ ของเหลวที่เหลือจะถูกกำจัดออกจากปอดอย่างช้าๆ และในขณะที่ถุงลมและหลอดลมหายไปจากสารละลาย สัตว์ก็อาจหายใจไม่ออก หากใช้อุปกรณ์พิเศษ สัตว์จะได้รับออกซิเจนในช่วงเวลานี้ พวกมันก็จะยังมีชีวิตอยู่

นักวิทยาศาสตร์บางคนตัดสินใจปฏิบัติตามหลักการที่มีอยู่ในธรรมชาติโดยตรงและสร้างฟองอากาศเทียม ไม่ใช่รอบแมลง แต่รอบสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม

ในห้องปฏิบัติการของ บริษัท อเมริกัน General Electric พวกเขาได้รับฟิล์มซิลิโคนสังเคราะห์ที่มีคุณสมบัติที่น่าสนใจมาก - ช่วยให้ออกซิเจนผ่านไปในทิศทางเดียวและคาร์บอนไดออกไซด์ไปในทิศทางอื่น หนูแฮมสเตอร์ถูกวางไว้ในถุงที่ทำจากฟิล์มดังกล่าวแล้วนำไปใต้น้ำ

สัตว์ตัวนี้ใช้เวลาหลายชั่วโมงในสภาพแวดล้อมที่ไม่ปกติโดยไม่มีความเสียหายต่อสุขภาพ นักวิทยาศาสตร์ที่ได้รับฟิล์มซิลิโคนเชื่อว่าบุคคลจะสามารถหายใจใต้น้ำได้ไม่เลวร้ายไปกว่าหนูแฮมสเตอร์ในถุงที่ทำจากวัสดุนี้หาก "ฟอง" มีขนาดใหญ่เพียงพอ

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ไม่ได้หยุดแม้แต่วันเดียว ความก้าวหน้ายังคงดำเนินต่อไป ทำให้มนุษยชาติค้นพบสิ่งใหม่ ๆ มากขึ้นเรื่อย ๆ นักวิทยาศาสตร์และผู้ช่วยหลายร้อยคนทำงานในด้านการศึกษาสิ่งมีชีวิตและสังเคราะห์สารที่ผิดปกติ ทั้งแผนกทำการทดลอง ทดสอบทฤษฎีต่างๆ และบางครั้งการค้นพบก็สร้างความประหลาดใจให้กับจินตนาการ เพราะท้ายที่สุดแล้ว สิ่งที่ใครๆ ทำได้เพียงฝันถึงก็สามารถกลายเป็นความจริงได้ พวกเขาพัฒนาแนวคิด และคำถามเกี่ยวกับการแช่แข็งบุคคลในห้องแช่แข็งแล้วละลายน้ำแข็งหลังจากผ่านไปหนึ่งศตวรรษ หรือเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการหายใจเอาของเหลวเข้าไป ไม่ใช่แค่เรื่องราวที่ยอดเยี่ยมสำหรับพวกเขา การทำงานหนักของพวกเขาสามารถเปลี่ยนจินตนาการเหล่านี้ให้กลายเป็นความจริงได้

นักวิทยาศาสตร์กังวลกับคำถามมานานแล้ว: คน ๆ หนึ่งสามารถหายใจของเหลวได้หรือไม่?

บุคคลจำเป็นต้องหายใจของเหลวหรือไม่?

ไม่มีการละเว้นความพยายาม เวลา หรือเงินทองในการวิจัยดังกล่าว และหนึ่งในคำถามเหล่านี้ที่สร้างความกังวลให้กับจิตใจผู้รู้แจ้งมากที่สุดมานานหลายทศวรรษมีดังนี้ - มนุษย์สามารถหายใจทางของเหลวได้หรือไม่? ปอดจะสามารถดูดซับออกซิเจนที่ไม่ใช่ของเหลวพิเศษได้หรือไม่? สำหรับผู้ที่สงสัยว่าการหายใจประเภทนี้จำเป็นอย่างแท้จริง เราสามารถกล่าวถึงประเด็นที่มีแนวโน้มอย่างน้อย 3 ประการที่จะให้บริการบุคคลได้ดี หากพวกเขาสามารถนำไปปฏิบัติได้แน่นอน

ทิศทางแรกคือการดำน้ำลึกมาก ดังที่คุณทราบ เมื่อดำน้ำ นักดำน้ำจะพบกับความกดดันของสภาพแวดล้อมทางน้ำ ซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าอากาศถึง 800 เท่า และจะเพิ่มขึ้น 1 บรรยากาศทุกๆ ความลึก 10 เมตร แรงกดดันที่เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วนั้นเต็มไปด้วยผลที่ไม่พึงประสงค์อย่างมาก - ก๊าซที่ละลายในเลือดเริ่มเดือดในรูปของฟองอากาศ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า "โรคกระสุน" มักส่งผลกระทบต่อผู้ที่เล่นกีฬา นอกจากนี้ ในระหว่างการว่ายน้ำในทะเลลึก ยังมีความเสี่ยงที่จะเกิดพิษจากออกซิเจนหรือไนโตรเจน เนื่องจากในสภาวะเช่นนี้ ก๊าซสำคัญเหล่านี้จะเป็นพิษอย่างมาก เพื่อที่จะต่อสู้กับสิ่งนี้ พวกเขาใช้ส่วนผสมการหายใจแบบพิเศษหรือชุดอวกาศแบบแข็งที่รักษาความกดดันไว้ที่ 1 บรรยากาศภายใน แต่หากเป็นไปได้ในการหายใจด้วยของเหลว นี่จะเป็นวิธีแก้ปัญหาที่สามที่ง่ายที่สุด เนื่องจากของเหลวในการหายใจไม่ได้ทำให้ร่างกายอิ่มตัวด้วยไนโตรเจนและก๊าซเฉื่อย และไม่จำเป็นต้องบีบอัดเป็นเวลานาน
วิธีที่สองของการสมัครคือยา การใช้สารช่วยหายใจสามารถช่วยชีวิตทารกที่คลอดก่อนกำหนดได้ เนื่องจากหลอดลมของทารกยังด้อยพัฒนาและอุปกรณ์ช่วยหายใจในปอดเทียมสามารถสร้างความเสียหายให้กับทารกได้ง่าย ดังที่ทราบกันดีว่าในปอดของตัวอ่อนในครรภ์จะเต็มไปด้วยของเหลว และเมื่อถึงเวลาคลอดจะสะสมสารลดแรงตึงผิวในปอด ซึ่งเป็นส่วนผสมของสารที่ป้องกันไม่ให้เนื้อเยื่อเกาะติดกันเมื่อหายใจเอาอากาศเข้าไป แต่เมื่อคลอดก่อนกำหนด การหายใจต้องใช้ความพยายามมากเกินไปจากทารกและอาจส่งผลให้เสียชีวิตได้

มีแบบอย่างทางประวัติศาสตร์สำหรับการใช้วิธีการระบายของเหลวทั้งหมดของปอดและเกิดขึ้นตั้งแต่ปี 1989 ใช้โดย T. Shaffer ซึ่งทำงานเป็นกุมารแพทย์ที่ Temple University (USA) ช่วยชีวิตทารกที่คลอดก่อนกำหนดจากความตาย อนิจจาความพยายามไม่ประสบความสำเร็จผู้ป่วยรายย่อยสามรายไม่รอด แต่ก็คุ้มค่าที่จะกล่าวถึงว่าการเสียชีวิตนั้นเกิดจากสาเหตุอื่นนอกเหนือจากวิธีการหายใจด้วยของเหลวนั่นเอง

ตั้งแต่นั้นมาพวกเขาไม่กล้าระบายอากาศปอดของคนจนหมด แต่ในยุค 90 ผู้ป่วยที่มีอาการอักเสบรุนแรงต้องใช้การช่วยหายใจด้วยของเหลวบางส่วน ในกรณีนี้ปอดจะเต็มเพียงบางส่วนเท่านั้น อนิจจาประสิทธิผลของวิธีการนี้เป็นที่ถกเถียงกันเนื่องจากการระบายอากาศแบบธรรมดาไม่ได้เลวร้ายไปกว่านี้

การประยุกต์ในอวกาศ ด้วยเทคโนโลยีระดับปัจจุบัน นักบินอวกาศในระหว่างการบินจะมีน้ำหนักเกินถึง 10 กรัม หลังจากเกณฑ์นี้แล้ว เป็นไปไม่ได้ที่จะรักษาไม่เพียงแต่ความสามารถในการทำงานเท่านั้น แต่ยังรวมถึงจิตสำนึกด้วย และการรับน้ำหนักของร่างกายไม่สม่ำเสมอ และที่จุดรองรับ ซึ่งสามารถกำจัดออกได้เมื่อจุ่มลงในของเหลว ความดันจะกระจายเท่าๆ กันไปยังทุกจุดของร่างกาย หลักการนี้เป็นพื้นฐานสำหรับการออกแบบชุดอวกาศแข็งของ Libelle ซึ่งเต็มไปด้วยน้ำและอนุญาตให้เพิ่มขีดจำกัดเป็น 15–20 กรัม และถึงกระนั้นก็เนื่องมาจากความหนาแน่นที่จำกัดของเนื้อเยื่อของมนุษย์ และถ้าคุณไม่เพียงแต่จุ่มนักบินอวกาศลงในของเหลว แต่ยังเติมของเหลวให้เต็มปอดด้วย ก็เป็นไปได้ที่เขาจะทนต่อการบรรทุกเกินพิกัดสุดขีดเกินเครื่องหมาย 20 กรัมได้อย่างง่ายดาย แน่นอนว่าไม่สิ้นสุด แต่เกณฑ์จะสูงมากหากตรงตามเงื่อนไขข้อใดข้อหนึ่ง ของเหลวในปอดและทั่วร่างกายจะต้องมีความหนาแน่นเท่ากับน้ำ

กำเนิดและพัฒนาการของการหายใจด้วยของเหลว

การทดลองครั้งแรกมีอายุย้อนกลับไปในยุค 60 ของศตวรรษที่ผ่านมา คนแรกที่ทดสอบเทคโนโลยีการหายใจของเหลวที่เกิดขึ้นใหม่คือหนูทดลองและหนูทดลองซึ่งถูกบังคับให้หายใจไม่ใช่ทางอากาศ แต่ใช้สารละลายน้ำเกลือซึ่งอยู่ภายใต้ความกดดัน 160 บรรยากาศ และพวกเขาก็หายใจ! แต่มีปัญหาที่ไม่อนุญาตให้พวกเขาอยู่รอดในสภาพแวดล้อมดังกล่าวเป็นเวลานาน - ของเหลวไม่อนุญาตให้กำจัดคาร์บอนไดออกไซด์ออก

แต่การทดลองไม่ได้หยุดเพียงแค่นั้น จากนั้น พวกเขาเริ่มทำการวิจัยเกี่ยวกับสารอินทรีย์ที่อะตอมไฮโดรเจนถูกแทนที่ด้วยอะตอมของฟลูออรีน ซึ่งเรียกว่าเปอร์ฟลูออโรคาร์บอน ผลลัพธ์ที่ได้ดีกว่าของเหลวโบราณและดั้งเดิมมาก เนื่องจากเพอร์ฟลูออโรคาร์บอนเป็นสารเฉื่อย ร่างกายไม่ดูดซึม และละลายออกซิเจนและไฮโดรเจนได้อย่างสมบูรณ์แบบ แต่มันก็ยังห่างไกลจากความสมบูรณ์แบบและการวิจัยในทิศทางนี้ยังคงดำเนินต่อไป

ตอนนี้ความสำเร็จที่ดีที่สุดในด้านนี้คือ perflubron (ชื่อทางการค้า - "Liquivent") คุณสมบัติของของเหลวนี้น่าทึ่งมาก:

ถุงลมเปิดได้ดีขึ้นเมื่อของเหลวนี้เข้าสู่ปอดและการแลกเปลี่ยนก๊าซดีขึ้น
ของเหลวนี้สามารถนำออกซิเจนได้มากกว่าอากาศถึง 2 เท่า
จุดเดือดต่ำทำให้สามารถเอาออกจากปอดได้โดยการระเหย

แต่ปอดของเราไม่ได้ออกแบบมาเพื่อการหายใจแบบของเหลวโดยสมบูรณ์ หากคุณเติมเพอร์ฟลูบรอนจนหมด คุณจะต้องมีเครื่องสร้างออกซิเจนแบบเมมเบรน องค์ประกอบความร้อน และการระบายอากาศ และอย่าลืมว่าส่วนผสมนี้มีความหนามากกว่าน้ำ 2 เท่า ดังนั้นจึงใช้การช่วยหายใจแบบผสมผสาน โดยปอดจะเต็มไปด้วยของเหลวเพียง 40%

แต่ทำไมเราถึงหายใจของเหลวไม่ได้? ทั้งหมดนี้เป็นเพราะคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งถูกกำจัดออกไปได้ไม่ดีนักในสภาพแวดล้อมที่เป็นของเหลว คนที่มีน้ำหนัก 70 กิโลกรัมจะต้องผ่านส่วนผสม 5 ลิตรผ่านตัวเองทุกนาที และจะอยู่ในสภาพสงบ ดังนั้นแม้ว่าปอดของเราจะดึงออกซิเจนจากของเหลวในทางเทคนิคได้ แต่ก็ยังอ่อนแอเกินไป ดังนั้นเราจึงหวังได้เพียงการวิจัยในอนาคตเท่านั้น

น้ำก็เหมือนอากาศ

เพื่อประกาศให้โลกได้รับรู้อย่างภาคภูมิใจในที่สุด - "ตอนนี้คน ๆ หนึ่งสามารถหายใจใต้น้ำได้!" - บางครั้งนักวิทยาศาสตร์ก็พัฒนาอุปกรณ์ที่น่าทึ่งขึ้นมา ดังนั้น ในปี 1976 นักชีวเคมีจากอเมริกาจึงได้สร้างอุปกรณ์มหัศจรรย์ที่สามารถสร้างออกซิเจนจากน้ำขึ้นมาใหม่และมอบให้กับนักดำน้ำได้ ด้วยความจุของแบตเตอรี่ที่เพียงพอ นักดำน้ำจึงสามารถอยู่และหายใจในระดับความลึกได้แทบไม่สิ้นสุด

ทุกอย่างเริ่มต้นเมื่อนักวิทยาศาสตร์เริ่มวิจัยโดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าฮีโมโกลบินส่งอากาศจากทั้งเหงือกและปอดได้ดีพอๆ กัน พวกเขาใช้เลือดดำของตัวเองผสมกับโพลียูรีเทน - มันถูกแช่อยู่ในน้ำและของเหลวนี้ดูดซับออกซิเจนซึ่งถูกละลายในน้ำอย่างไม่เห็นแก่ตัว ต่อมา เลือดถูกแทนที่ด้วยวัสดุพิเศษ และผลลัพธ์ที่ได้คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เหมือนเหงือกของปลาทั่วไป ชะตากรรมของสิ่งประดิษฐ์นี้คือ: บริษัทแห่งหนึ่งได้ซื้อมันไปโดยใช้เงิน 1 ล้านเหรียญสหรัฐในการซื้อมัน และตั้งแต่นั้นมาก็ไม่มีใครได้ยินเกี่ยวกับอุปกรณ์ดังกล่าวเลย และแน่นอนว่าไม่ได้วางขาย

แต่นี่ไม่ใช่เป้าหมายหลักของนักวิทยาศาสตร์ ความฝันของพวกเขาไม่ใช่เครื่องช่วยหายใจ แต่พวกเขาต้องการสอนให้บุคคลนั้นหายใจของเหลว และความพยายามที่จะทำให้ความฝันนี้เป็นจริงยังไม่ถูกละทิ้ง ตัวอย่างเช่นสถาบันวิจัยแห่งหนึ่งของรัสเซียได้ทำการทดสอบการหายใจของเหลวกับอาสาสมัครที่มีพยาธิสภาพ แต่กำเนิด - ไม่มีกล่องเสียง และนั่นหมายความว่าเขาไม่ได้มีปฏิกิริยาของร่างกายต่อของเหลวซึ่งมีหยดน้ำเพียงเล็กน้อยบนหลอดลมพร้อมกับการบีบอัดของวงแหวนคอหอยและการหายใจไม่ออก เนื่องจากเขาไม่มีกล้ามเนื้อนี้ การทดลองจึงประสบความสำเร็จ ของเหลวถูกเทลงในปอดของเขา ซึ่งเขาผสมตลอดการทดลองโดยใช้การเคลื่อนไหวหน้าท้อง หลังจากนั้นจึงสูบออกอย่างสงบและปลอดภัย เป็นลักษณะเฉพาะที่องค์ประกอบเกลือของของเหลวสอดคล้องกับองค์ประกอบเกลือของเลือด นี่ถือได้ว่าประสบความสำเร็จและนักวิทยาศาสตร์อ้างว่าในไม่ช้าพวกเขาจะพบวิธีหายใจทางของเหลวที่ผู้คนที่ไม่มีโรคสามารถเข้าถึงได้

ดังนั้นตำนานหรือความจริง?

แม้ว่ามนุษย์จะมีความพากเพียรปรารถนาอย่างแรงกล้าที่จะพิชิตแหล่งที่อยู่อาศัยที่เป็นไปได้ทั้งหมด แต่ธรรมชาติก็ยังเป็นผู้ตัดสินใจว่าจะอาศัยอยู่ที่ไหน อนิจจาไม่ว่าจะใช้เวลาไปกับการวิจัยมากแค่ไหน ไม่ว่าจะใช้เวลาไปกี่ล้านคนก็ตาม ก็ไม่น่าเป็นไปได้ที่คนๆ หนึ่งจะถูกลิขิตให้หายใจทั้งใต้น้ำและบนบก แน่นอนว่าผู้คนและสัตว์ทะเลมีอะไรที่เหมือนกันหลายอย่าง แต่ก็ยังมีความแตกต่างอีกมากมาย มนุษย์สัตว์ครึ่งบกครึ่งน้ำคงไม่สามารถทนต่อสภาพของมหาสมุทรได้ และหากเขาปรับตัวได้ ถนนที่กลับไปสู่ฝั่งก็จะถูกปิดสำหรับเขา เช่นเดียวกับนักดำน้ำที่สวมอุปกรณ์ดำน้ำ คนสะเทินน้ำสะเทินบกจะออกไปที่ชายหาดในชุดดำน้ำ ดังนั้นไม่ว่าผู้ที่ชื่นชอบจะพูดอะไรคำตัดสินของนักวิทยาศาสตร์ยังคงหนักแน่นและน่าผิดหวัง - ชีวิตมนุษย์ใต้น้ำในระยะยาวเป็นไปไม่ได้การต่อต้านธรรมชาติในเรื่องนี้นั้นไม่สมเหตุสมผลและความพยายามทั้งหมดในการหายใจด้วยของเหลวจะถึงวาระที่จะล้มเหลว

แต่อย่าเพิ่งท้อแท้ แม้ว่าก้นทะเลจะไม่มีวันกลายเป็นบ้านของเรา แต่เราก็มีกลไกของร่างกายและความสามารถด้านเทคนิคที่จะต้อนรับแขกประจำที่นั่น แล้วมันคุ้มค่าที่จะเสียใจไหม? ท้ายที่สุดแล้ว สภาพแวดล้อมเหล่านี้ได้ถูกมนุษย์ยึดครองไปแล้วในระดับหนึ่ง และตอนนี้เหวแห่งอวกาศก็อยู่ตรงหน้าเขาแล้ว

และตอนนี้เราสามารถพูดได้อย่างมั่นใจว่าความลึกของมหาสมุทรจะกลายเป็นสถานที่ทำงานที่ยอดเยี่ยมสำหรับเรา แต่ความพากเพียรสามารถนำไปสู่แนวทางการหายใจใต้น้ำได้อย่างละเอียด หากคุณเพียงแค่พยายามแก้ไขปัญหานี้ และอะไรจะเป็นคำตอบสำหรับคำถามที่ว่าจะเปลี่ยนอารยธรรมบนบกเป็นใต้น้ำหรือไม่นั้นขึ้นอยู่กับตัวบุคคลเองเท่านั้น

แพทย์คนแรกที่อยู่ในวงโคจรโลกต่ำ นักบินอวกาศโซเวียต Boris Egorov เคยกล่าวไว้ว่า: “ที่ระดับความลึกมากกว่า 500-700 เมตร บุคคล (อย่างน้อยก็ในทางทฤษฎี) มีโอกาสที่จะกลายเป็น Ichthyander โดยไม่ต้องใช้อะไรเลย เทคโนโลยี! เขาจะว่ายที่นั่นเหมือนปลาและมีชีวิตอยู่ให้นานที่สุด คุณเพียงแค่ต้อง...เติมน้ำให้เต็มปอด ที่ระดับความลึก 500-700 เมตร ปอดของมนุษย์จะดูดซับออกซิเจนจากน้ำได้โดยตรง”

เมื่อมองแวบแรก แนวคิดนี้ดูน่าเหลือเชื่อ ทุกปีมีคนตายจากการจมน้ำทะเลเป็นพันๆ คนไม่ใช่หรือ? น้ำสามารถทดแทนออกซิเจนธรรมดาได้หรือไม่? ขอให้เราส่งตัวเราไปยังห้องทดลองของนักสรีรวิทยาชาวดัตช์ Johannes Kielstra ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ทำการทดลองที่น่าทึ่งของเขา นี่คือหนึ่งในนั้น

นักวิทยาศาสตร์เติมน้ำในอ่างเก็บน้ำโปร่งใสขนาดเล็กและเติมเกลือเล็กน้อยลงไป จากนั้น เขาปิดผนึกภาชนะและปั๊มออกซิเจนเข้าไปภายใต้ความกดดันผ่านท่อ เรือถูกเขย่า และในไม่ช้าหนูสีขาวก็ได้รับอนุญาตให้เข้าไปผ่านช่องกลาง (แอร์ล็อก) เธอไม่สามารถลุกขึ้นได้ - ตาข่ายบนผิวน้ำป้องกันสิ่งนี้ แต่... ครึ่งชั่วโมงผ่านไป หนึ่งชั่วโมง สองชั่วโมง หนูอาจดูแปลก ๆ หายใจได้ - ใช่ ใช่ มันหายใจน้ำ! แต่ดูเหมือนหนูจะไม่ตื่นตระหนก ปอดของสัตว์ทำหน้าที่เหมือนเหงือกปลา โดยรับออกซิเจนจากน้ำโดยตรง แน่นอนว่าไม่มีการพูดถึงความเจ็บป่วยจากการบีบอัดใด ๆ - ไม่มีการเติมไนโตรเจนลงในน้ำ การทดลองที่คล้ายกันนี้ดำเนินการโดยนักวิทยาศาสตร์ในสหภาพโซเวียต ซึ่งนำโดยผู้สมัครสาขาวิทยาศาสตร์การแพทย์ Vladlen Kozak

ดังนั้นก้าวแรกจึงได้ดำเนินการไปแล้ว และค่อนข้างประสบความสำเร็จ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ไม่รีบร้อนที่จะประกาศเรื่องนี้ จะเกิดอะไรขึ้นถ้าสัตว์ตัวเล็ก ๆ เท่านั้นที่สามารถหายใจของเหลวได้? เพื่อขจัดข้อสงสัย จึงมีการทดสอบวิธีนี้กับสุนัข และอะไร? ในการทดลองครั้งแรก สุนัขสูดดมสารละลายรสเค็มที่อิ่มตัวด้วยออกซิเจนเป็นเวลานานกว่าครึ่งชั่วโมง การทดลองแสดงให้เห็นว่าไม่เพียงแต่สุนัขเท่านั้น แต่แมวยังสามารถหายใจของเหลวได้เป็นเวลานานอีกด้วย บางครั้งพวกมันจะอยู่ใต้น้ำนานหลายชั่วโมงต่อครั้ง จากนั้นจึงกลับมาหายใจตามปกติอย่างสงบ

บุคคลสามารถหายใจน้ำได้หรือไม่? ด้วยแรงบันดาลใจจากความสำเร็จของการทดลองกับสัตว์ โยฮันเนส คิลสตราจึงพยายามชี้แจงปัญหานี้ ผู้ทดสอบคนแรกคือนักดำน้ำที่มีประสบการณ์ 20 ปี Frank Falezchik เมื่อปอดข้างหนึ่งเต็ม เขารู้สึกดีมากจนขอเติมอีกปอดในเวลาเดียวกัน “ยังไม่จำเป็นต้องมีสิ่งนี้” นักวิทยาศาสตร์กล่าว อย่างไรก็ตาม หลังจากนั้นไม่นาน Kilstra ก็ตัดสินใจทำการทดลองดังกล่าว

แพทย์ยี่สิบคนรวมตัวกันในห้องทดลองเพื่อเป็นสักขีพยานในประสบการณ์อันน่าอัศจรรย์นี้ Frank Falezhchik คนเดียวกันตกลงที่จะเป็นผู้ทดสอบ เขาได้รับยาระงับความรู้สึกในลำคอเพื่อระงับการสะท้อนการกลืนของเขา และได้ใส่ท่อยางยืดเข้าไปในหลอดลม (หลอดลม) นักวิทยาศาสตร์เริ่มค่อยๆเทสารละลายพิเศษลงไป ของเหลวเข้าไปในปอดทั้งสองข้าง และทุกคนก็จับตาดู Falezhchik อย่างตึงเครียด ซึ่งไม่มีอาการตื่นตระหนกเลย ยิ่งไปกว่านั้น เขาแสดงให้เห็นสัญญาณว่าเขาพร้อมที่จะช่วยเหลือผู้ทดลอง และตัวเขาเองก็เริ่มจดบันทึกความรู้สึกของเขาเอง ชายสูดของเหลวนานกว่าหนึ่งชั่วโมง! อย่างไรก็ตาม ใช้เวลาสองสามวันในการปั๊มออกจากปอดในที่สุด “ฉันไม่รู้สึกไม่สบายเลย” Frank Falezczyk กล่าวหลังประสบการณ์ “และฉันไม่รู้สึกหนักหน้าอกอย่างที่ฉันคาดไว้ในตอนแรก” เมื่อพิจารณาถึงผลลัพธ์ของการทดลองที่น่าสนใจเหล่านี้ ดร. คิลสตราแสดงความเชื่อว่าคนที่มีปอดที่เต็มไปด้วยน้ำสามารถลงมาครึ่งกิโลเมตรอย่างไม่ลำบากและกลับขึ้นสู่ผิวน้ำได้ภายในยี่สิบนาที

เมื่อหลายปีก่อน Jacques-Yves Cousteau ได้เสนอข้อเสนอแนะที่น่าสนใจ “เวลานั้นจะมาถึง” เขาเขียน “และมนุษยชาติจะก่อให้เกิดเผ่าพันธุ์ใหม่ - “Homo Aquaticus” (“มนุษย์ใต้น้ำ”) พวกเขาจะอาศัยอยู่ตามก้นทะเล สร้างเมืองที่นั่น และมีชีวิตเหมือนบนโลก” ใครจะรู้บางทีคำทำนายของกัปตันผู้กล้าหาญ ผู้อาวุโสที่ได้รับการยอมรับจากนักว่ายน้ำใต้น้ำ สักวันหนึ่งอาจเป็นจริงได้

ตามเรามา