თხევადი სუნთქვა რეალურად არსებობს. წყალქვეშა სუნთქვა შესაძლებელია

მოსკოვი, 25 დეკემბერი - რია ნოვოსტი, ტატიანა პიჩუგინა.მას შემდეგ, რაც გაფართოებული კვლევის ფონდმა (FPI) დაამტკიცა თხევადი სუნთქვის პროექტი 2016 წელს, საზოგადოება დაინტერესდა მისი წარმატებით. ამ ტექნოლოგიის შესაძლებლობების ბოლო დემონსტრირებამ ფაქტიურად ააფეთქა ინტერნეტი. ვიცე-პრემიერ დიმიტრი როგოზინისა და სერბეთის პრეზიდენტის ალექსანდრ ვუჩიჩის შეხვედრაზე დაჩი ორი წუთის განმავლობაში ჩაეფლო აკვარიუმში ჟანგბადით გაჯერებული სპეციალური სითხით. პროცედურის დასრულების შემდეგ, ძაღლი, ვიცე-პრემიერის თქმით, ცოცხალი და ჯანმრთელია. რა იყო ეს სითხე?

„მეცნიერებმა მოახდინეს სინთეზირებული ნივთიერებები, რომლებიც ბუნებაში არ არსებობს - პერფტორნახშირბადები, რომლებშიც ინტერმოლეკულური ძალები იმდენად მცირეა, რომ ისინი განიხილება რაღაც შუალედში სითხესა და გაზს შორის. ისინი ხსნიან ჟანგბადს საკუთარ თავში 18-20-ჯერ უფრო მეტს, ვიდრე წყალი“, - ნათქვამია მედიცინის მეცნიერებათა დოქტორი ევგენი მაიევსკი, პროფესორი, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის თეორიული და ექსპერიმენტული ბიოფიზიკის ინსტიტუტის ბიოლოგიური სისტემების ენერგიის ლაბორატორიის ხელმძღვანელი, პერფტორანის, ე.წ. ცისფერი სისხლის ერთ-ერთი შემქმნელი. ის 1979 წლიდან მუშაობს პერფტორნახშირბადის სამედიცინო გამოყენებაზე.

ერთი ატმოსფეროს ნაწილობრივი წნევის დროს 100 მილილიტრ წყალში მხოლოდ 2,3 მილილიტრი ჟანგბადი იხსნება. იმავე პირობებში, პერფტორნახშირბადი შეიძლება შეიცავდეს 50 მილილიტრამდე ჟანგბადს. ეს მათ პოტენციურად სუნთქავს.

„მაგალითად, ყოველ 10 მეტრში სიღრმეზე ჩაძირვისას, წნევა იზრდება მინიმუმ ერთი ატმოსფეროთი. შედეგად, გულმკერდი და ფილტვები ისე იკუმშება, რომ აირისებურ გარემოში სუნთქვა შეუძლებელი გახდება. და თუ ფილტვებში არის გაზის გადამტანი სითხე, ჰაერზე გაცილებით მაღალი სიმკვრივის და თუნდაც წყალი, ისინი შეძლებენ ფუნქციონირებას.პერფტორნახშირბადებში ჟანგბადი შეიძლება დაიშალოს აზოტის შერევის გარეშე, რომელიც უხვად არის ჰაერში და რომლის ქსოვილებში დაშლა დეკომპრესიული ავადმყოფობის ერთ-ერთი ყველაზე მნიშვნელოვანი მიზეზია სიღრმიდან აწევისას“, - განაგრძობს მაიევსკი.

ჟანგბადი სისხლში შევა სითხიდან, რომელიც ავსებს ფილტვებს. მას ასევე შეუძლია დაითხოვოს სისხლში გადატანილი ნახშირორჟანგი.

თხევადი სუნთქვის პრინციპს თევზები შესანიშნავად ფლობენ. მათი ღრძილები საკუთარ თავში გადიან წყლის კოლოსალურ მოცულობას, ართმევენ იქ გახსნილ ჟანგბადს და აძლევენ სისხლს. ადამიანს არ აქვს ღრძილები და გაზის გაცვლა ხდება ფილტვების მეშვეობით, რომლის ზედაპირის ფართობი დაახლოებით 45-ჯერ აღემატება სხეულის ზედაპირს. მათში ჰაერის გასატარებლად, ჩვენ ჩავისუნთქავთ და ამოვისუნთქავთ. ამაში სასუნთქი კუნთები გვეხმარება. ვინაიდან პერფტორნახშირბადები ჰაერზე მკვრივია, მათი დახმარებით ზედაპირზე სუნთქვა ძალიან პრობლემურია.

"ეს არის მეცნიერება და ხელოვნება ასეთი პერფტორნახშირბადის არჩევის მიზნით, რათა ხელი შეუწყოს სასუნთქი კუნთების მუშაობას და თავიდან აიცილოს ფილტვების დაზიანება. ბევრი რამ არის დამოკიდებული სითხის სუნთქვის პროცესის ხანგრძლივობაზე, ძლიერად თუ სპონტანურად", - ასკვნის მკვლევარი. .

თუმცა, არ არსებობს ფუნდამენტური დაბრკოლებები ადამიანის სუნთქვის სითხეში. ევგენი მაიევსკი თვლის, რომ რუსი მეცნიერები დემონსტრირებულ ტექნოლოგიას პრაქტიკულ გამოყენებაში მომდევნო რამდენიმე წლის განმავლობაში გამოიყენებენ.

რეანიმაციიდან წყალქვეშა ნავების გადარჩენამდე

მეცნიერებმა გასული საუკუნის შუა წლებში დაიწყეს პერფტორნახშირბადის განხილვა, როგორც სუნთქვის გაზების ნარევების ალტერნატივა. 1962 წელს ჰოლანდიელმა მკვლევარმა იოჰანეს კილსტრამ გამოაქვეყნა "თაგვები, როგორც თევზი", რომელიც აღწერს ექსპერიმენტს მღრღნელთან, რომელიც მოთავსებულია ჟანგბადით გაჯერებულ მარილიან ხსნარში 160 ატმოსფეროზე წნევის ქვეშ. ცხოველი ცოცხალი დარჩა 18 საათის განმავლობაში. შემდეგ კილსტრამ დაიწყო პერფტორნახშირბადის ექსპერიმენტები და უკვე 1966 წელს კლივლენდის ბავშვთა საავადმყოფოში (აშშ), ფიზიოლოგმა ლელანდ კლარკმა სცადა მათი გამოყენება კისტოზური ფიბროზით ახალშობილთა სუნთქვის გასაუმჯობესებლად. ეს არის გენეტიკური დაავადება, რომლის დროსაც ბავშვი იბადება განუვითარებელი ფილტვებით, მისი ალვეოლი იშლება, რაც ხელს უშლის სუნთქვას. ასეთი პაციენტების ფილტვები ირეცხება ჟანგბადით გაჯერებული ფიზიოლოგიური ხსნარით. კლარკმა გადაწყვიტა, რომ ჯობია ამის გაკეთება ჟანგბადის შემცველი სითხით. ამ მკვლევარმა შემდგომში ბევრი გააკეთა თხევადი სუნთქვის განვითარებისთვის.

© 20th Century Fox Film Corporationკადრი ფილმიდან "უფსკრული"

© 20th Century Fox Film Corporation

1970-იანი წლების დასაწყისში სსრკ დაინტერესდა სითხის „სუნთქვით“, მეტწილად ლენინგრადის სისხლის გადასხმის კვლევითი ინსტიტუტის ლაბორატორიის ხელმძღვანელის, ზოია ალექსანდროვნა ჩაპლიგინას გამო. ეს ინსტიტუტი გახდა ერთ-ერთი ლიდერი პროექტში, რათა შეიქმნას სისხლის შემცვლელები - ჟანგბადის მატარებლები პერფტორნახშირბადის ემულსიებზე და მოდიფიცირებული ჰემოგლობინის ხსნარებზე.

ფელიქს ბელოარიცევი და ხალიდ ხაპი აქტიურად მუშაობდნენ ამ ნივთიერებების გამოყენებაზე ფილტვების დასაბანად კარდიოვასკულარული ქირურგიის ინსტიტუტში.

”ჩვენს ექსპერიმენტებში, პატარა ცხოველების ფილტვები გარკვეულწილად დაზარალდა, მაგრამ ისინი ყველა გადარჩნენ”, - იხსენებს ევგენი მაიევსკი.

სითხის დახმარებით სუნთქვის სისტემა დახურულ თემაზე შემუშავდა ლენინგრადისა და მოსკოვის ინსტიტუტებში, ხოლო 2008 წლიდან - სამარას სახელმწიფო აეროკოსმოსური უნივერსიტეტის აეროჰიდროდინამიკის განყოფილებაში. მათ დაამზადეს „ქალთევზის“ ტიპის კაფსულა თხევადი სუნთქვის სავარჯიშოდ დიდი სიღრმიდან მყვინთავების სასწრაფო გადარჩენის შემთხვევაში. 2015 წლიდან განვითარება სევასტოპოლში ტესტირებულია Terek-ის თემაზე, FPI-ის მხარდაჭერით.

ბირთვული პროექტის მემკვიდრეობა

Perfluorocarbons (perfluorocarbons) არის ორგანული ნაერთები, სადაც წყალბადის ყველა ატომი იცვლება ფტორის ატომებით. ამას ხაზს უსვამს ლათინური პრეფიქსი "per-", რაც ნიშნავს სისრულეს, მთლიანობას. ეს ნივთიერებები ბუნებაში არ გვხვდება. მათ სინთეზირება სცადეს მე-19 საუკუნის ბოლოს, მაგრამ მათ ნამდვილად მიაღწიეს წარმატებას მხოლოდ მეორე მსოფლიო ომის შემდეგ, როდესაც ისინი საჭირო იყო ბირთვული ინდუსტრიისთვის. მათი წარმოება სსრკ-ში დააარსა აკადემიკოსმა ივან ლუდვიგოვიჩ კნუნიანცმა, რუსეთის მეცნიერებათა აკადემიის ეკონომიკის ინსტიტუტის ფტორორგანული ნაერთების ლაბორატორიის დამფუძნებელმა.

"პერფტორნახშირბადები გამოიყენებოდა გამდიდრებული ურანის მოპოვების ტექნოლოგიაში. სსრკ-ში მათი უმსხვილესი დეველოპერი იყო ლენინგრადის გამოყენებითი ქიმიის სახელმწიფო ინსტიტუტი. ამჟამად ისინი იწარმოება კიროვო-ჩეპეცკსა და პერმში", - ამბობს მაიევსკი.

გარეგნულად, თხევადი perfluorocarbons ჰგავს წყალი, მაგრამ შესამჩნევად მკვრივი. ისინი არ რეაგირებენ ტუტეებთან და მჟავებთან, არ იჟანგება და იშლება 600 გრადუსზე მაღალ ტემპერატურაზე. სინამდვილეში, ისინი განიხილება ქიმიურად ინერტული ნაერთები. ამ თვისებების გამო პერფტორნახშირბადის მასალები გამოიყენება რეანიმაციაში და რეგენერაციულ მედიცინაში.

„არის ასეთი ოპერაცია - ბრონქული ამორეცხვა, როდესაც ანესთეზიის ქვეშ მყოფ ადამიანს ერთი ფილტვით რეცხავენ, მერე მეორეს. 80-იანი წლების დასაწყისში ვოლგოგრადის ქირურგ A.P. Savin-თან ერთად მივედით დასკვნამდე, რომ ეს პროცედურა საუკეთესოდ გაკეთებულია. პერფტოროკარბონი ემულსიის სახით“, - მაგალითს აძლევს ევგენი მაიევსკი.

ეს ნივთიერებები აქტიურად გამოიყენება ოფთალმოლოგიაში, ჭრილობების შეხორცების დასაჩქარებლად, დაავადებების, მათ შორის კიბოს დიაგნოსტიკაში. ბოლო წლებში საზღვარგარეთ შემუშავდა NMR დიაგნოსტიკის მეთოდი პერფტორნახშირბადის გამოყენებით. ჩვენს ქვეყანაში ამ კვლევებს წარმატებით ახორციელებს მოსკოვის სახელმწიფო უნივერსიტეტის მეცნიერთა ჯგუფი. M.V. ლომონოსოვი აკადემიკოს ალექსეი ხოხლოვის, INEOS, ITEB RAS და IEP (სერფუხოვი) ხელმძღვანელობით.

შეუძლებელია არ აღინიშნოს ის ფაქტი, რომ ეს ნივთიერებები გამოიყენება ზეთების, საპოხი მასალების დასამზადებლად მაღალ ტემპერატურაზე მომუშავე სისტემებისთვის, მათ შორის რეაქტიული ძრავებისთვის.

გახსნილი ჟანგბადით გაჯერებული სითხე, რომელიც აღწევს სისხლში. ამ მიზნისთვის ყველაზე შესაფერისი ნივთიერებებია პერფტორნახშირბადის ნაერთები, რომლებიც კარგად ხსნიან ჟანგბადს და ნახშირორჟანგს, აქვთ დაბალი ზედაპირული დაძაბულობა, არიან ძალიან ინერტული და არ მეტაბოლიზდებიან ორგანიზმში.

ფილტვების ნაწილობრივი თხევადი ვენტილაცია ამჟამად კლინიკურ კვლევებშია სხვადასხვა რესპირატორული დარღვევებისთვის. შემუშავებულია ფილტვების თხევადი ვენტილაციის რამდენიმე მეთოდი, მათ შორის ვენტილაცია ორთქლისა და პერფტორნახშირბადის აეროზოლების გამოყენებით.

ფილტვების სრული თხევადი ვენტილაცია შედგება ფილტვების სითხით სრულ შევსებაში. ექსპერიმენტები ფილტვების სრული თხევადი ვენტილაციის შესახებ ჩატარდა ცხოველებზე XX საუკუნის 70-80-იან წლებში სსრკ-სა და აშშ-ში, მაგრამ ჯერ არ დატოვა ეს ეტაპი. ეს გამოწვეულია იმით, რომ ფილტვების თხევადი ვენტილაციისთვის შესაფერის შესწავლილ ნაერთებს აქვთ მთელი რიგი უარყოფითი მხარეები, რაც მნიშვნელოვნად ზღუდავს მათ გამოყენებადობას. კერძოდ, არ მოიძებნა ისეთი მეთოდები, რომელთა გამოყენება შესაძლებელი იქნებოდა მუდმივად.

ვარაუდობენ, რომ თხევადი სუნთქვა შეიძლება გამოყენებულ იქნას ღრმა ზღვის მყვინთავებში, კოსმოსურ ფრენებში, როგორც ერთ-ერთი საშუალება გარკვეული დაავადებების კომპლექსურ თერაპიაში.

კულტურაში

მსგავსი რამ აჩვენა ჯეიმს კამერონის ფილმში The Abyss (ეხება თხევადი სუნთქვის აპარატის გამოყენებას ულტრა ღრმა ჩაყვინთვისთვის) და ასევე შეეხო დენ ბრაუნის წიგნში The Lost Symbol.

ბრაიან დე პალმას სამეცნიერო ფანტასტიკის ფილმის მისია მარსზე ფინალში გარი სინისის გმირი აღმოჩნდება მარსის გემზე, რომელიც ასევე აჩვენებს თხევადი სუნთქვის ტექნოლოგიის გამოყენებას.

დაწერეთ მიმოხილვა სტატიაზე "თხევადი სუნთქვა"

შენიშვნები

ბმულები

• bja.oxfordjournals.org/content/91/1/143.full

თხევადი სუნთქვის დამახასიათებელი ამონაწერი

თავადი მიბრუნდა სტიუარდს და წარბშეკრული თვალებით შეხედა მას.
- Რა? მინისტრი? რომელი მინისტრი? ვინ შეუკვეთა? ჩაილაპარაკა თავისი გამჭოლი, მკაცრი ხმით. - პრინცესას, ჩემო ქალიშვილს, ეს არ გაასუფთავეს, არამედ მინისტრისთვის! მინისტრები არ მყავს!
თქვენო აღმატებულებავ, ვიფიქრე...
- Შენ იფიქრე! დაიყვირა პრინცმა, უფრო ნაჩქარევად და არათანმიმდევრულად წარმოთქვა სიტყვებს. - შენ გეგონა... ყაჩაღები! ნაძირალები! დაჯერებას გასწავლი, - და ჯოხი აწია, ალპატიჩთან შეატრიალა და დარტყმას მენეჯერი უნებურად რომ არ გადაუხვია. - Ვიფიქრე! ნაძირალები! დაუყვირა მან ნაჩქარევად. მაგრამ, იმისდა მიუხედავად, რომ ალპატიჩს, რომელსაც თავად ეშინოდა მისი თავხედობის - დარტყმისგან გადახრისა, მიუახლოვდა პრინცს, მორჩილად დაეშვა მელოტი თავი მის წინ, ან, შესაძლოა, სწორედ ამის გამო, პრინცმა განაგრძო იყვირე: „ნაძირლებო! გადააგდე გზა!" სხვა დროს ჯოხი არ აიღო და ოთახებში შევარდა.
ვახშმის წინ პრინცესა და ლე ბურიენი, რომელმაც იცოდა, რომ პრინცი არ იყო კარგ ხასიათზე, მის მოლოდინში იდგნენ. როგორც ყოველთვის. ”და პრინცესა მერი - ფერმკრთალი, შეშინებული, დაბნეული თვალებით. პრინცესა მარიამისთვის ყველაზე რთული ის იყო, რომ მან იცოდა, რომ ამ შემთხვევებში საჭირო იყო მოქცეულიყო როგორც ლლე ბურიმ, მაგრამ მან ეს ვერ შეძლო. მას მოეჩვენა: „თუ ისე მოვიქცევი, თითქოს ვერ შევამჩნიე, იფიქრებს, რომ მის მიმართ სიმპათია არ მაქვს; მე გავაკეთებ ისე, რომ მე თვითონ ვარ მოსაწყენი და ავარიული, ის იტყვის (როგორც მოხდა), რომ ცხვირი ჩამოვკიდე, ”და ა.
უფლისწულმა შეხედა ქალიშვილის შეშინებულ სახეს და აკოცა.
”ექიმი… ან სულელი!…” თქვა მან.
”და ეს არ არის! ისინიც ჭორაობდნენ მასზე, - გაიფიქრა მან პატარა პრინცესაზე, რომელიც სასადილო ოთახში არ იყო.
- სად არის პრინცესა? - ჰკითხა მან. - იმალება?...
- არც ისე კარგად არის, - თქვა ლე ბურენმა, მხიარულად გაიღიმა, - არ გამოვა. მის პოზიციაში ასე გასაგებია.
-ჰმ! ჰმ! უჰ! უჰ! - თქვა უფლისწულმა და მაგიდას მიუჯდა.
თეფში მას სუფთა არ ეჩვენა; ლაქაზე მიუთითა და ჩამოაგდო. ტიხონმა აიღო და ბარმენს გაუწოდა. პატარა პრინცესა არ იყო ცუდად; მაგრამ ისე დაუძლევლად ეშინოდა პრინცის, რომ გაიგო, როგორ ცუდ ხასიათზე იყო, გადაწყვიტა გარეთ არ გასულიყო.
”მე მეშინია ბავშვის,” - უთხრა მან m lle Bourienne-ს, ”ღმერთმა იცის, რა შეიძლება გაკეთდეს შიშისგან.
საერთოდ, პატარა პრინცესა მელოტ მთებში მუდმივად ცხოვრობდა მოხუცი უფლისწულის მიმართ შიშისა და ანტიპათიის განცდის ქვეშ, რაც მან არ იცოდა, რადგან შიში იმდენად ჭარბობდა, რომ ვერ გრძნობდა. უფლისწულის მხრიდანაც იყო ანტიპათია, მაგრამ ის ზიზღით დაიხრჩო. პრინცესა, რომელიც დასახლდა მელოტ მთებში, განსაკუთრებით შეუყვარდა მ ლლე ბურიენს, ატარებდა დღეებს მასთან, სთხოვდა მასთან ღამის გატარებას და ხშირად ესაუბრებოდა მასთან სიმამრის შესახებ და განსჯიდა.
- Il nous arrive du monde, mon prince, [სტუმრები მოდიან ჩვენთან, პრინცო.] - თქვა m lle Bourienne-მა და ვარდისფერი ხელებით თეთრი ხელსახოცი გაშალა. - Son Excellence le prince Kouraguine avec son fils, a ce que j "ai entendu dire? [მისი აღმატებულება პრინცი კურაგინი შვილთან ერთად, რამდენი მსმენია?] - თქვა მან დაკითხვით.
"ჰმ... ეს ბრწყინვალე ბიჭი... მე დავნიშნე ის კოლეგიაში", - თქვა პრინცმა აღშფოთებულმა. - და რატომ შვილო, ვერ ვხვდები. პრინცესა ლიზავეტა კარლოვნამ და პრინცესა მარიამ შეიძლება იცოდნენ; არ ვიცი, რატომ მოიყვანს ამ შვილს აქ. არ მჭირდება. და გაწითლებულ ქალიშვილს შეხედა.
- არაჯანსაღი, არა? მინისტრის შიშისგან, როგორც დღეს თქვა ამ ბლოკადმა ალპატიჩმა.
- არა, მონ პე. [მამა.]
რაც არ უნდა წარუმატებლად მოექცა საუბრის თემას, ის არ ჩერდებოდა და საუბრობდა სათბურებზე, ახალი აყვავებული ყვავილის სილამაზეზე და პრინცი წვნიანის შემდეგ დარბილდა.
სადილის შემდეგ რძალთან წავიდა. პატარა პრინცესა იჯდა პატარა მაგიდასთან და ესაუბრებოდა მოახლე მაშას. სიმამრის დანახვისას გაფითრდა.
პატარა პრინცესა ძალიან შეიცვალა. ახლა ის უფრო ცუდი იყო ვიდრე კარგი. ლოყები დაცვივდა, ტუჩი მაღლა აწია, თვალები დაბლა დაეწია.
”დიახ, რაღაც სიმძიმე”, - უპასუხა მან პრინცის კითხვას, თუ რას გრძნობდა.

სამეცნიერო კვლევა არ ჩერდება ერთი დღით, პროგრესი მიდის, რაც კაცობრიობას სულ უფრო და უფრო ახალ აღმოჩენებს აძლევს. ასობით მეცნიერი და მათი თანაშემწეები მუშაობენ ცოცხალი არსებების შესწავლისა და უჩვეულო ნივთიერებების სინთეზის სფეროში. მთელი განყოფილებები ატარებენ ექსპერიმენტებს, ამოწმებენ სხვადასხვა თეორიებს და ზოგჯერ აღმოჩენები აოცებს წარმოსახვას - ბოლოს და ბოლოს, ის, რაზეც მხოლოდ იოცნებო, შეიძლება რეალობად იქცეს. ისინი ავითარებენ იდეებს და კითხვები კრიოკამერაში ადამიანის გაყინვისა და შემდგომი გალღობის შესახებ საუკუნეში ან სითხის სუნთქვის უნარის შესახებ მათთვის მხოლოდ ფანტასტიკური ამბავი არ არის. მათ შრომას შეუძლია ამ ფანტაზიების ახდენა.

მეცნიერებს დიდი ხანია აწუხებთ კითხვა: შეუძლია თუ არა ადამიანს სითხის სუნთქვა?

სჭირდება თუ არა ადამიანს თხევადი სუნთქვა

არც ძალისხმევა, არც დრო და არც ფული არ იშურება ასეთი კვლევისთვის. და ერთ-ერთი ასეთი კითხვა, რომელიც ათწლეულების განმავლობაში აწუხებს ყველაზე განმანათლებელ გონებას, არის შემდეგი - შესაძლებელია თუ არა ადამიანს თხევადი სუნთქვა? შეძლებს თუ არა ფილტვები ჟანგბადის შთანთქმას სპეციალური სითხისგან? მათთვის, ვისაც ეჭვი ეპარება ამ ტიპის სუნთქვის რეალურ აუცილებლობაში, შეგვიძლია მივცეთ მინიმუმ 3 პერსპექტიული სფერო, სადაც ის კარგად მოემსახურება ადამიანს. თუ, რა თქმა უნდა, მათ შეუძლიათ ამის განხორციელება.

• პირველი მიმართულება არის ჩაყვინთვა დიდ სიღრმეებში. მოგეხსენებათ, ჩაყვინთვის დროს მყვინთავი განიცდის წყლის გარემოს წნევას, რომელიც ჰაერზე 800-ჯერ უფრო მკვრივია. და ის იზრდება 1 ატმოსფეროთი ყოველ 10 მეტრ სიღრმეზე. წნევის ასეთი მკვეთრი მატება სავსეა ძალიან უსიამოვნო ეფექტით - სისხლში გახსნილი აირები ბუშტების სახით იწყებენ დუღილს. ამ ფენომენს „კეისონის ავადმყოფობას“ უწოდებენ, ის ხშირად აწუხებს მათ, ვინც აქტიურად არის ჩართული. ასევე ღრმა წყლებში ბანაობისას არსებობს ჟანგბადით ან აზოტით მოწამვლის საშიშროება, ვინაიდან ასეთ პირობებში ეს ჩვენთვის სასიცოცხლოდ მნიშვნელოვანი აირები ძალიან ტოქსიკური ხდება. იმისათვის, რომ როგორმე შეებრძოლონ ამას, ისინი იყენებენ ან სპეციალურ სუნთქვის ნარევებს ან ხისტ კოსმოსურ კოსტუმებს, რომლებიც ინარჩუნებენ 1 ატმოსფეროს წნევას საკუთარ თავში. მაგრამ თხევადი სუნთქვა რომ ყოფილიყო შესაძლებელი, ეს გახდებოდა პრობლემის მესამე, უმარტივესი გამოსავალი, რადგან სასუნთქი სითხე არ აჯერებს სხეულს აზოტითა და ინერტული გაზებით და არ არის საჭირო ხანგრძლივი დეკომპრესია.
• განაცხადის მეორე გზა არის მედიცინა. მასში სასუნთქი სითხეების გამოყენებამ შეიძლება გადაარჩინოს ნაადრევი ჩვილების სიცოცხლე, რადგან მათი ბრონქები განუვითარებელია და ვენტილატორები ადვილად აზიანებენ მათ. მოგეხსენებათ, საშვილოსნოში ემბრიონის ფილტვები ივსება სითხით და დაბადების მომენტისთვის მასში გროვდება ფილტვის ზედაპირული მოქმედება - ნივთიერებების ნაზავი, რომელიც არ აძლევს ქსოვილებს ერთმანეთთან შეკვრის საშუალებას ჰაერის სუნთქვისას. მაგრამ ადრეული დაბადებით, სუნთქვა ბავშვისგან ძალიან დიდ ძალას მოითხოვს და ეს შეიძლება ფატალური იყოს.

ისტორიას აქვს სრული სითხის ვენტილაციის გამოყენების პრეცედენტი და ის 1989 წლით თარიღდება. იგი გამოიყენა ტ. შაფერმა, რომელიც მუშაობდა პედიატრად ტემპლის უნივერსიტეტში (აშშ) და იხსნა ნაადრევი ჩვილები სიკვდილისგან. სამწუხაროდ, მცდელობა წარუმატებელი აღმოჩნდა, სამი მცირეწლოვანი პაციენტი ვერ გადარჩა, თუმცა აღსანიშნავია, რომ სიკვდილი სხვა მიზეზებით იყო გამოწვეული და არა თავად თხევადი სუნთქვის მეთოდით.

მას შემდეგ ადამიანის სრულად ვენტილირებადი ფილტვები ვერ ბედავდნენ, მაგრამ 90-იან წლებში მძიმე ანთების მქონე პაციენტებს ნაწილობრივი თხევადი ვენტილაცია ექვემდებარებოდნენ. ამ შემთხვევაში ფილტვები მხოლოდ ნაწილობრივ ივსება. სამწუხაროდ, მეთოდის ეფექტურობა საკამათო იყო, რადგან ჩვეულებრივი ჰაერის ვენტილაცია ასევე კარგად მუშაობდა.

• გამოყენება ასტრონავტიკაში. ტექნოლოგიის ამჟამინდელი დონით, ასტრონავტი ფრენის დროს განიცდის g-ძალებს 10 გ-მდე. ამ ზღურბლის შემდეგ შეუძლებელია არა მხოლოდ შრომისუნარიანობის, არამედ ცნობიერების შენარჩუნება. დიახ, და სხეულზე დატვირთვა არათანაბარია და საყრდენი წერტილის გასწვრივ, რომელიც შეიძლება გამოირიცხოს სითხეში ჩაძირვისას, წნევა თანაბრად გავრცელდება სხეულის ყველა წერტილზე. ეს პრინციპი საფუძვლად უდევს Libelle-ის ხისტი კოსმოსური კოსტუმის დიზაინს, რომელიც ივსება წყლით და საშუალებას იძლევა გაიზარდოს ლიმიტი 15-20 გ-მდე და მაშინაც კი, ადამიანის ქსოვილების სიმკვრივის შეზღუდვის გამო. და თუ ასტრონავტი არა მხოლოდ სითხეშია ჩაძირული, არამედ მისი ფილტვებიც ივსება, მაშინ მას ადვილად გაუძლებს ექსტრემალურ გადატვირთვებს 20 გ-ის ნიშნულს ბევრად აღემატება. არა უსასრულო, რა თქმა უნდა, მაგრამ ბარიერი ძალიან მაღალი იქნება, თუ დაკმაყოფილდება ერთი პირობა – სითხე ფილტვებში და სხეულში სიმკვრივით წყლის ტოლი უნდა იყოს.

თხევადი სუნთქვის წარმოშობა და განვითარება

პირველივე ექსპერიმენტები გასული საუკუნის 60-იანი წლებით თარიღდება. პირველი, ვინც გამოსცადა თხევადი სუნთქვის განვითარებადი ტექნოლოგია, იყვნენ ლაბორატორიული თაგვები და ვირთხები, რომლებიც აიძულეს ესუნთქათ არა ჰაერი, არამედ მარილიანი ხსნარი, რომელიც იმყოფებოდა 160 ატმოსფეროს წნევის ქვეშ. და მათ ამოისუნთქეს! მაგრამ იყო პრობლემა, რომელიც ხელს უშლიდა მათ დიდხანს ეცხოვრათ ასეთ გარემოში - სითხე არ აძლევდა ნახშირორჟანგის მოცილების საშუალებას.

მაგრამ ექსპერიმენტები აქ არ გაჩერებულა. გარდა ამისა, დაიწყო კვლევა ორგანულ ნივთიერებებზე, რომელთა წყალბადის ატომები შეიცვალა ფტორის ატომებით - ე.წ. პერფტორნახშირბადები. შედეგები ბევრად უკეთესი იყო, ვიდრე უძველესი და პრიმიტიული სითხე, რადგან პერფტორნახშირბადი ინერტულია, არ შეიწოვება ორგანიზმის მიერ და შესანიშნავად ხსნის ჟანგბადს და წყალბადს. მაგრამ ეს შორს იყო სრულყოფისაგან და ამ მიმართულებით კვლევა გაგრძელდა.

ახლა ამ სფეროში საუკეთესო მიღწევაა პერფლუბრონი (კომერციული სახელი - "Liquivent"). ამ სითხის თვისებები გასაოცარია:

1. ალვეოლები უკეთ იხსნება, როდესაც ეს სითხე შედის ფილტვებში და უმჯობესდება გაზის გაცვლა.
2. ამ სითხეს შეუძლია ჰაერთან შედარებით 2-ჯერ მეტი ჟანგბადის გადატანა.
3. დაბალი დუღილის წერტილი საშუალებას აძლევს მას ამოიღონ ფილტვებიდან აორთქლების გზით.

მაგრამ ჩვენი ფილტვები არ არის შექმნილი სრულიად თხევადი სუნთქვისთვის. თუ მათ მთლიანად აავსებთ პერფლუბრონით, დაგჭირდებათ მემბრანული ოქსიგენატორი, გამათბობელი და ჰაერის ვენტილაცია. და არ დაგავიწყდეთ, რომ ეს ნარევი წყალზე 2-ჯერ სქელია. ამიტომ გამოიყენება შერეული ვენტილაცია, რომლის დროსაც ფილტვები მხოლოდ 40%-ით ივსება სითხით.

მაგრამ რატომ არ შეგვიძლია სითხის სუნთქვა? ყველაფერი ნახშირორჟანგის გამო, რომელიც ძალიან ცუდად ამოღებულია თხევად გარემოში. 70 კგ წონით ადამიანმა ყოველ წუთში 5 ლიტრი ნარევი უნდა გადაიტანოს და ეს მშვიდ მდგომარეობაშია. ამიტომ, მიუხედავად იმისა, რომ ჩვენს ფილტვებს ტექნიკურად შეუძლია სითხეებიდან ჟანგბადის ამოღება, ისინი ძალიან სუსტია. ასე რომ, მხოლოდ მომავალი კვლევის იმედი შეიძლება.

წყალი ჰაერივით

რათა საბოლოოდ ამაყად გამოეცხადა მსოფლიოს - "ახლა ადამიანს შეუძლია წყალქვეშ სუნთქვა!" - მეცნიერები ზოგჯერ საოცარ მოწყობილობებს ქმნიდნენ. ასე რომ, 1976 წელს, ბიოქიმიკოსებმა ამერიკიდან შექმნეს სასწაული მოწყობილობა, რომელსაც შეუძლია წყლისგან ჟანგბადის რეგენერაცია და მყვინთავისთვის მიწოდება. ბატარეის საკმარისი სიმძლავრის შემთხვევაში, მყვინთავს შეეძლო თითქმის განუსაზღვრელი ვადით დარჩეს და ღრმად ისუნთქოს.

ყველაფერი იმით დაიწყო, რომ მეცნიერებმა დაიწყეს კვლევა იმის საფუძველზე, რომ ჰემოგლობინი ჰაერს თანაბრად კარგად აწვდის როგორც ღრძილებიდან, ასევე ფილტვებიდან. ისინი იყენებდნენ პოლიურეთანში შერეულ საკუთარ ვენურ სისხლს – მას წყალში ასხამდნენ და ამ სითხემ შთანთქა ჟანგბადი, რომელიც გულუხვად იხსნება წყალში. გარდა ამისა, სისხლი შეიცვალა სპეციალური მასალით, რის შედეგადაც მიიღეს მოწყობილობა, რომელიც მოქმედებდა როგორც ნებისმიერი თევზის ჩვეულებრივი ღრძილები. გამოგონების ბედი ასეთია: ის გარკვეულმა კომპანიამ შეიძინა, მასზე 1 მილიონი დოლარი დახარჯა და მას შემდეგ მოწყობილობის შესახებ არაფერი სმენია. და, რა თქმა უნდა, ის არ გამოვიდა გასაყიდად.

მაგრამ ეს არ არის მეცნიერთა მთავარი მიზანი. მათი ოცნება არ არის სუნთქვის მოწყობილობა, მათ უნდათ ასწავლონ ადამიანს სითხის სუნთქვა. და ამ ოცნების რეალიზაციის მცდელობები ჯერ არ არის მიტოვებული. ასე რომ, რუსეთის ერთ-ერთმა კვლევითმა ინსტიტუტმა, მაგალითად, ჩაატარა ტესტები თხევადი სუნთქვის შესახებ მოხალისეზე თანდაყოლილი პათოლოგიით - ხორხის არარსებობით. და ეს იმას ნიშნავდა, რომ მას უბრალოდ არ ჰქონდა სხეულის რეაქცია სითხეზე, რომლის დროსაც ბრონქებზე წყლის უმცირეს წვეთს თან ახლავს ფარინგეალური რგოლის შეკუმშვა და დახშობა. ვინაიდან მას უბრალოდ არ ჰქონდა ეს კუნთი, ექსპერიმენტი წარმატებული იყო. ფილტვებში სითხე ჩაასხეს, რომელსაც მთელი ექსპერიმენტის განმავლობაში მუცლის მოძრაობებით ურევდა, რის შემდეგაც მშვიდად და უსაფრთხოდ ამოტუმბავდა. დამახასიათებელია, რომ სითხის მარილის შემადგენლობა შეესაბამებოდა სისხლის მარილის შემადგენლობას. ეს შეიძლება წარმატებულად ჩაითვალოს და მეცნიერები ამტკიცებენ, რომ მალე იპოვიან თხევადი სუნთქვის მეთოდს, რომელიც ხელმისაწვდომი იქნება პათოლოგიების გარეშე ადამიანებისთვის.

მითი თუ რეალობა?

მიუხედავად იმ ადამიანის სიჯიუტისა, რომელსაც ვნებიანად სურს ყველა შესაძლო ჰაბიტატის დაპყრობა, ბუნება მაინც წყვეტს სად იცხოვროს. ვაი, რამდენი დროც არ უნდა დაიხარჯოს კვლევაზე, რამდენი მილიონიც არ უნდა დაიხარჯოს, ნაკლებად სავარაუდოა, რომ ადამიანს განზრახული ჰქონდეს სუნთქვა როგორც წყლის ქვეშ, ისე ხმელეთზე. ადამიანებსა და საზღვაო ცხოვრებას, რა თქმა უნდა, ბევრი საერთო აქვთ, მაგრამ მაინც ბევრად მეტი განსხვავებაა. ამფიბია კაცი ვერ გაუძლებდა ოკეანის პირობებს და ადაპტაციას რომ მოასწრებდა, მაშინ ხმელეთამდე გზა დაკეტილი იქნებოდა. და როგორც სკუბა მყვინთავების შემთხვევაში, ამფიბიები სანაპიროზე წყლის კოსტიუმებით მიდიოდნენ. და ამიტომ, რაც არ უნდა თქვან ენთუზიასტებმა, მეცნიერთა განაჩენი მაინც მტკიცე და იმედგაცრუებულია - წყლის ქვეშ ადამიანის ხანგრძლივი სიცოცხლე შეუძლებელია, ამ მხრივ დედა ბუნების წინააღმდეგ წასვლა არაგონივრულია და თხევადი სუნთქვის ყველა მცდელობა განწირულია. წარუმატებლობისკენ.

მაგრამ არ დაიდარდოთ. მიუხედავად იმისა, რომ ზღვის ფსკერი არასოდეს გახდება ჩვენი სახლი, ჩვენ გვაქვს სხეულის ყველა მექანიზმი და ტექნიკური შესაძლებლობა, რათა მასზე ხშირი სტუმრები ვიყოთ. მაშ ღირს სევდა? ყოველივე ამის შემდეგ, ეს გარემო ადამიანმა გარკვეულწილად უკვე დაიპყრო და ახლა მის წინაშე დგას გარე სამყაროს უფსკრულები.

ახლა კი დარწმუნებით შეგვიძლია ვთქვათ, რომ ოკეანის სიღრმე ჩვენთვის შესანიშნავი სამუშაო ადგილი იქნება. მაგრამ შეუპოვრობამ შეიძლება გამოიწვიოს წყლის ქვეშ რეალური სუნთქვის ძალიან თხელი ხაზი, მხოლოდ ამ პრობლემის გადაჭრაზე უნდა იმუშაოთ. და რა იქნება პასუხი კითხვაზე, შევცვალო თუ არა მიწის ცივილიზაცია წყალქვეშ, ეს მხოლოდ თავად ადამიანზეა დამოკიდებული.

ჩვენს პლანეტაზე სიცოცხლე წარმოიშვა, როგორც ჩანს, წყალში - გარემოში, სადაც ჟანგბადის მარაგი ძალიან მწირია. ატმოსფერული წნევის დროს ჰაერის ჟანგბადის შემცველობა ზღვის დონეზე არის 200 მილილიტრი ლიტრზე, ხოლო შვიდ მილილიტრზე ნაკლები ჟანგბადი იხსნება ლიტრ ზედაპირულ წყალში.

ჩვენი პლანეტის პირველი მაცხოვრებლები, რომლებიც ადაპტირდნენ წყლის გარემოსთან, სუნთქავდნენ ღრძილებით, რომელთა დანიშნულებაა წყლიდან ჟანგბადის მაქსიმალური მოპოვება.

ევოლუციის მსვლელობისას ცხოველებმა აითვისეს ჟანგბადით მდიდარი მიწის ატმოსფერო და დაიწყეს ფილტვებით სუნთქვა. სასუნთქი ორგანოების ფუნქციები იგივე დარჩა.

როგორც ფილტვებში, ასევე ლოყებში გარემოდან ჟანგბადი თხელი გარსებით აღწევს სისხლძარღვებში და ნახშირორჟანგი სისხლიდან გამოიყოფა გარემოში. მაშასადამე, იგივე პროცესები მიმდინარეობს ლოყებში და ფილტვებში. ეს ბადებს კითხვას: შეძლებს თუ არა ფილტვების მქონე ცხოველს წყლის გარემოში სუნთქვა, თუ ის შეიცავს საკმარის ჟანგბადს?

ამ კითხვაზე პასუხი იმსახურებს ყურადღებას რამდენიმე მიზეზის გამო. პირველ რიგში, ჩვენ შეგვიძლია გავიგოთ, რატომ განსხვავდება ხმელეთის ცხოველების სასუნთქი ორგანოები აგებულებით წყლის ცხოველების შესაბამისი ორგანოებისგან.

გარდა ამისა, ამ კითხვაზე პასუხი წმინდა პრაქტიკული ინტერესია. თუ სპეციალურად გაწვრთნილ ადამიანს შეეძლო წყლის გარემოში სუნთქვა, მაშინ ეს ხელს შეუწყობს ოკეანის სიღრმეების შესწავლას და შორეულ პლანეტებზე მოგზაურობას. ეს ყველაფერი საფუძვლად დაედო არაერთ ექსპერიმენტს, რათა შეისწავლოს ხმელეთის ძუძუმწოვრების წყლით სუნთქვის შესაძლებლობა.

წყლის სუნთქვის პრობლემები

ექსპერიმენტები ჩატარდა ნიდერლანდების და აშშ-ის ლაბორატორიებში. წყლის ამოსუნთქვა ორ ძირითად პრობლემასთან არის დაკავშირებული. ერთი უკვე აღინიშნა: ჩვეულებრივი ატმოსფერული წნევის დროს წყალში ძალიან ცოტა ჟანგბადი იხსნება.

მეორე პრობლემა არის ის, რომ წყალი და სისხლი არის სითხეები, რომლებსაც აქვთ ძალიან განსხვავებული ფიზიოლოგიური თვისებები. „ჩასუნთქვისას“ წყალმა შეიძლება დააზიანოს ფილტვის ქსოვილი და გამოიწვიოს ორგანიზმში სითხეების მოცულობასა და შემადგენლობაში ფატალური ცვლილებები.

დავუშვათ, ჩვენ მოვამზადეთ სპეციალური იზოტონური ხსნარი, სადაც მარილების შემადგენლობა იგივეა, რაც სისხლის პლაზმაში. მაღალი წნევის ქვეშ, ხსნარი გაჯერებულია ჟანგბადით (მისი კონცენტრაცია დაახლოებით იგივეა, რაც ჰაერში). შეძლებს თუ არა ცხოველი ასეთ ხსნარში სუნთქვას?

პირველი ასეთი ექსპერიმენტები ჩატარდა ლეიდენის უნივერსიტეტში. წყალქვეშა ნავის მსგავსი საჰაერო საკეტის მეშვეობით თაგვები შეიყვანეს სპეციალურად მომზადებული ხსნარით სავსე კამერაში, რომელიც ჟანგბადით იყო ზეწოლილი. კამერის გამჭვირვალე კედლების მეშვეობით შესაძლებელი იყო თაგვების ქცევაზე დაკვირვება.

პირველ მომენტებში ცხოველები ცდილობდნენ ზედაპირზე გასვლას, მაგრამ მავთულის ბადემ მათ ხელი შეუშალა. პირველი მღელვარების შემდეგ თაგვები დამშვიდდნენ და მსგავს სიტუაციაში დიდად არ იტანჯებოდნენ. ისინი აკეთებდნენ ნელი, რიტმული სუნთქვის მოძრაობებს, როგორც ჩანს, სითხის ჩასუნთქვასა და ამოსუნთქვას. ზოგიერთმა მათგანმა ასეთ პირობებში მრავალი საათი იცხოვრა.

წყლის სუნთქვის მთავარი სირთულე

ექსპერიმენტების სერიის შემდეგ გაირკვა, რომ თაგვების სიცოცხლის ხანგრძლივობის განმსაზღვრელი გადამწყვეტი ფაქტორი არ არის ჟანგბადის ნაკლებობა (რომელიც ხსნარში ნებისმიერი სასურველი რაოდენობით შეიძლება შევიდეს მისი ნაწილობრივი წნევის უბრალოდ გაზრდით), არამედ ნახშირბადის გამოდევნის სირთულე. დიოქსიდი ორგანიზმიდან საჭირო ზომით.

თაგვმა, რომელმაც ყველაზე დიდხანს იცოცხლა - 18 საათი, იმყოფებოდა ხსნარში, რომელსაც ემატებოდა მცირე რაოდენობით ორგანული ბუფერი, ტრის(ჰიდროქსიმეთილ)ამინომეთანი. ეს უკანასკნელი ამცირებს ცხოველებში ნახშირორჟანგის დაგროვების უარყოფით გავლენას. ხსნარის ტემპერატურის 20°C-მდე დაწევამ (თაგვის სხეულის ნორმალური ტემპერატურის დაახლოებით ნახევარი) ასევე შეუწყო ხელი სიცოცხლის გახანგრძლივებას.

ამ შემთხვევაში, ეს გამოწვეული იყო მეტაბოლური პროცესების ზოგადი შენელებით.

როგორც წესი, ცხოველის მიერ ამოსუნთქული ლიტრი ჰაერი შეიცავს 50 მილილიტრ ნახშირორჟანგს. სხვა თანაბარი (ტემპერატურა, ნახშირორჟანგის ნაწილობრივი წნევა) ერთ ლიტრ მარილიან ხსნარში, მისი მარილის შემადგენლობით იდენტურია სისხლში, ამ გაზის მხოლოდ 30 მილილიტრი იხსნება.

ეს ნიშნავს, რომ ნახშირორჟანგის საჭირო რაოდენობის გამოსაყოფად ცხოველმა ჰაერზე ორჯერ მეტი წყალი უნდა ჩაისუნთქოს. (მაგრამ ბრონქულ სისხლძარღვებში სითხის გადატუმბვა მოითხოვს 36-ჯერ მეტ ენერგიას, რადგან წყლის სიბლანტე 36-ჯერ მეტია, ვიდრე ჰაერის სიბლანტე.)

აქედან აშკარაა, რომ ფილტვებში სითხის ტურბულენტური მოძრაობის არარსებობის შემთხვევაშიც კი, წყლის სუნთქვა 60-ჯერ მეტ ენერგიას მოითხოვს, ვიდრე ჰაერი.

ამიტომ გასაკვირი არაფერია იმაში, რომ საცდელი ცხოველები თანდათან დასუსტდნენ, შემდეგ კი - დაღლილობისა და ორგანიზმში ნახშირორჟანგის დაგროვების გამო - სუნთქვა შეწყდა.

ექსპერიმენტის შედეგები

ჩატარებული ექსპერიმენტების საფუძველზე შეუძლებელი იყო იმის მსჯელობა, თუ რამდენი ჟანგბადი ხვდება ფილტვებში, რამდენად გაჯერებულია არტერიულ სისხლში და როგორია ნახშირორჟანგის დაგროვების ხარისხი ცხოველების სისხლში. თანდათან მივუახლოვდით უფრო მოწინავე ექსპერიმენტების სერიას.

ისინი ჩატარდა ძაღლებზე დამატებითი აღჭურვილობით აღჭურვილი დიდ პალატაში. პალატა ივსებოდა ჰაერით 5 ატმოსფეროს წნევით. ასევე იყო ჟანგბადით გაჯერებული მარილის აბაზანა. მასში საცდელი ცხოველი ჩაეფლო. ექსპერიმენტამდე, სხეულის ჟანგბადის მთლიანი მოთხოვნილების შესამცირებლად, ძაღლებს გაუკეთეს ანესთეზია და გაცივდნენ 32°C-მდე.

ჩაყვინთვის დროს ძაღლი ძალადობრივ სუნთქვას აკეთებდა. ზედაპირიდან ამომავალი წყლის წვეთები ნათლად აჩვენებდა, რომ ის ხსნარს ფილტვებში ასხამდა. ექსპერიმენტის ბოლოს ძაღლი აბანოდან გამოიყვანეს, ფილტვებიდან წყალი ამოიღეს და ჰაერით აავსეს. ტესტირებულ ექვსი ცხოველიდან ერთი გადარჩა. ძაღლი წყალში 24 წუთის განმავლობაში სუნთქავდა.

ექსპერიმენტის შედეგები შეიძლება ჩამოყალიბდეს შემდეგნაირად: გარკვეულ პირობებში, ცხოველებს, რომლებიც სუნთქავენ ჰაერს, შეუძლიათ წყლის სუნთქვა შეზღუდული დროის განმავლობაში. წყლის სუნთქვის მთავარი მინუსი არის ორგანიზმში ნახშირორჟანგის დაგროვება.

ექსპერიმენტის დროს გადარჩენილი ძაღლის არტერიული წნევა ნორმაზე ოდნავ ნაკლები იყო, მაგრამ უცვლელი დარჩა; პულსი და სუნთქვა იყო ნელი, მაგრამ რეგულარული, არტერიული სისხლი გაჯერებული იყო ჟანგბადით. სისხლში ნახშირორჟანგის შემცველობა თანდათან გაიზარდა.

ეს იმას ნიშნავდა, რომ ძაღლის ენერგიული რესპირატორული აქტივობა არასაკმარისია ორგანიზმიდან ნახშირორჟანგის საჭირო რაოდენობის ამოსაღებად.

წყლის სუნთქვის ექსპერიმენტების ახალი სერია

ნიუ-იორკის სახელმწიფო უნივერსიტეტში გავაგრძელე მუშაობა ჰერმან რაანთან, ედვარდ X. ლანფეართან და ჩარლზ უ. პაგანელთან. ექსპერიმენტების ახალ სერიაში გამოიყენეს ინსტრუმენტები, რამაც შესაძლებელი გახადა კონკრეტული მონაცემების მიღება გაზის გაცვლის შესახებ, რომელიც ხდება ძაღლის ფილტვებში სითხის სუნთქვისას. როგორც ადრე, ცხოველები სუნთქავდნენ ჟანგბადით გაჯერებული მარილიანი ხსნარით 5 ატმოსფეროს წნევით.

ჩასუნთქული და ამოსუნთქული სითხის გაზის შემადგენლობა განისაზღვრა ძაღლების ფილტვებიდან ხსნარის შესასვლელთან და გამოსავალზე. ჟანგბადით მდიდარი სითხე ანესთეზირებული ძაღლის სხეულში ტრაქეაში ჩასმული რეზინის მილის მეშვეობით შევიდა. ნაკადი რეგულირდება სარქვლის ტუმბოს საშუალებით.

ყოველი ჩასუნთქვისას ხსნარი, გრავიტაციის გავლენით, ფილტვებში ჩადიოდა, ამოსუნთქვისას კი სითხე, იგივე პრინციპით, სპეციალურ მიმღებში შედიოდა. ფილტვებში შეწოვილი ჟანგბადის რაოდენობა და გამოთავისუფლებული ნახშირორჟანგის რაოდენობა განისაზღვრა, როგორც სხვაობა შესაბამის მნიშვნელობებს შორის ჩასუნთქული და ამოსუნთქული სითხის თანაბარ მოცულობებში.

ცხოველები არ გაცივდნენ. აღმოჩნდა, რომ ამ პირობებში ძაღლი დაახლოებით იმავე რაოდენობის ჟანგბადს ამოიღებს წყლიდან, როგორც ჩვეულებრივ ჰაერიდან. როგორც მოსალოდნელი იყო, ცხოველებმა არ ამოისუნთქეს საკმარისი ნახშირორჟანგი, ამიტომ სისხლში ნახშირორჟანგის შემცველობა თანდათან გაიზარდა.

ექსპერიმენტის დასასრულს, რომელიც ორმოცდახუთ წუთამდე გაგრძელდა, ძაღლის ფილტვებიდან წყალი ტრაქეაში სპეციალური ხვრელით ამოიღეს. ფილტვები გაიწმინდა ჰაერის რამდენიმე ნაწილით. „აღორძინების“ დამატებითი პროცედურები არ განხორციელებულა. თექვსმეტი ძაღლიდან ექვსი გადაურჩა ექსპერიმენტს აშკარა შედეგების გარეშე.

სამი ელემენტის ურთიერთქმედება

თევზისა და ძუძუმწოვრების სუნთქვა ეფუძნება სამი ელემენტის კომპლექსურ ურთიერთქმედებას:

1) სხეულის საჭიროებები გაზის გაცვლაზე,

2) გარემოს ფიზიკური თვისებები და

3) სასუნთქი ორგანოების სტრუქტურა.

ადაპტაციის პროცესში ორგანოების სტრუქტურის მნიშვნელობის წმინდა ინტუიციურ შეფასებაზე მაღლა ასვლისთვის აუცილებელია ყველა ამ ურთიერთქმედების ზუსტად გაგება. აშკარაა, რომ ასეთი კითხვები უნდა დაისვას. როგორ ხვდება ჟანგბადის მოლეკულა გარემოდან სისხლში? რა არის მისი ზუსტი გზა? ამ კითხვებზე პასუხის გაცემა ბევრად უფრო რთულია, ვიდრე შეიძლება ვიფიქროთ.

როდესაც გულმკერდი ფართოვდება, ჰაერი (ან წყალი) შედის ცხოველის ფილტვებში. რა ემართება სითხეს, რომელიც ხვდება ფილტვების სასაზღვრო საჰაერო ტომრებში? მოდით შევხედოთ ამ ფენომენს მარტივი მაგალითით.

თუ მცირე რაოდენობით მელანი ნელა შეჰყავთ ნემსის მეშვეობით წყლით ნაწილობრივ სავსე შპრიცში, ისინი ჯერ ქმნიან თხელ ნაკადს ჭურჭლის ცენტრში. „ინჰალაციის“ შეწყვეტის შემდეგ მელანი თანდათან ვრცელდება წყლის მთელ მოცულობაზე.

თუ მელნის შეყვანა ხდება სწრაფად, ისე, რომ ნაკადი ტურბულენტურია, შერევა, რა თქმა უნდა, ბევრად უფრო სწრაფად მოხდება. მიღებული მონაცემების საფუძველზე და ასევე ბრონქული მილების ზომის გათვალისწინებით, შეიძლება დავასკვნათ, რომ ჩასუნთქული ჰაერი ან წყლის ნაკადი ჰაეროვან ტომრებში ნელა, ტურბულენტობის გარეშე შედის.

აქედან გამომდინარე, შეიძლება ვივარაუდოთ, რომ სუფთა ჰაერის (ან წყლის) ჩასუნთქვისას ჟანგბადის მოლეკულები ჯერ კონცენტრირდება ჰაერის პარკების ცენტრში (ალვეოლებში). ახლა მათ უნდა გადალახონ მნიშვნელოვანი მანძილი დიფუზიით, სანამ არ მიაღწევენ კედლებს, რომლებითაც ისინი შედიან სისხლში.

ეს მანძილი ბევრჯერ აღემატება იმ მემბრანების სისქეს, რომლებიც ფილტვებში ჰაერს სისხლისაგან ჰყოფს. თუ ჩასუნთქული საშუალება ჰაერია, ამას დიდი მნიშვნელობა არ აქვს: ჟანგბადი თანაბრად ნაწილდება მთელ ალვეოლში წამის მემილიონედებში.

წყალში აირების გავრცელების სიჩქარე 6 ათასჯერ ნაკლებია, ვიდრე ჰაერში. ამიტომ, წყლით სუნთქვისას, ცენტრალურ და პერიფერიულ რეგიონებში ჟანგბადის ნაწილობრივი წნევის განსხვავებაა. აირების დიფუზიის დაბალი სიჩქარის გამო, ალვეოლის ცენტრში ჟანგბადის წნევა ყოველი სუნთქვის ციკლით უფრო მაღალი ხდება, ვიდრე კედლებზე. ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია, რომელიც ტოვებს სისხლს, უფრო დიდია ალვეოლის კედლებთან, ვიდრე ცენტრში.

გაზის გაცვლა ფილტვებში

ასეთი თეორიული წინაპირობები წარმოიშვა ძაღლებზე ექსპერიმენტების დროს ამოსუნთქული სითხის გაზის შემადგენლობის შესწავლის საფუძველზე. ძაღლის ფილტვებიდან გამომავალი წყალი გრძელ მილში გროვდებოდა.

აღმოჩნდა, რომ წყლის პირველ ნაწილში, რომელიც, როგორც ჩანს, ალვეოლის ცენტრალური ნაწილიდან მოდიოდა, უფრო მეტი ჟანგბადი იყო, ვიდრე ბოლო ნაწილში, რომელიც კედლებიდან მოდიოდა. ძაღლების ჰაერში სუნთქვის დროს, შესამჩნევი განსხვავება არ შეინიშნებოდა ამოსუნთქული ჰაერის პირველი და ბოლო ნაწილის შემადგენლობაში.

საინტერესოა აღინიშნოს, რომ გაზის გაცვლა, რომელიც ხდება ძაღლის ფილტვებში წყლის სუნთქვისას, ძალიან ჰგავს იმ პროცესს, რომელიც ხდება წყლის უბრალო წვეთში, როდესაც ხდება გაცვლა მის ზედაპირზე: ჟანგბადი - ნახშირორჟანგი. ამ ანალოგიის საფუძველზე აშენდა ფილტვების მათემატიკური მოდელი და ფუნქციურ ერთეულად შეირჩა სფერო, რომლის დიამეტრი დაახლოებით ერთი მილიმეტრია.

გამოთვლებმა აჩვენა, რომ ფილტვებში შედის დაახლოებით ნახევარი მილიონი ამ სფერული გაზის გაცვლის უჯრედები, რომლებშიც გაზის გადაცემა ხორციელდება მხოლოდ დიფუზიის გზით. ამ უჯრედების გამოთვლილი რაოდენობა და ზომა მჭიდროდ ემთხვევა ფილტვის გარკვეული სტრუქტურების რაოდენობასა და ზომას, რომელსაც ეწოდება "პირველადი ლობულები" (ლობულები).

როგორც ჩანს, ეს ლობულები ფილტვების მთავარი ფუნქციური ერთეულია. ანალოგიურად, ანატომიური მონაცემების ჩართვით შესაძლებელია თევზის ღრძილების მათემატიკური მოდელის აგება, რომლის პირველადი გაზის გაცვლის ერთეულებს ექნებათ შესაბამისი განსხვავებული ფორმა.

მათემატიკური მოდელების აგებამ შესაძლებელი გახადა ძუძუმწოვრებისა და თევზის სასუნთქ ორგანოებს შორის მკაფიო ხაზის გაყვანა. გამოდის, რომ მთავარი რესპირატორული უჯრედების გეომეტრიულ სტრუქტურაშია. ეს განსაკუთრებით აშკარა ხდება იმ დამოკიდებულების შესწავლისას, რომელიც აკავშირებს თევზის გაზის გაცვლის მოთხოვნილებას და გარემოს თვისებებს თევზის სასუნთქი ორგანოების ფორმასთან.

ამ დამოკიდებულების გამოხატვის განტოლება მოიცავს ისეთ რაოდენობებს, როგორიცაა ჟანგბადის ხელმისაწვდომობა, ანუ მისი კონცენტრაცია, დიფუზიის სიჩქარე და ხსნადობა ცხოველის გარემოში.

ჩასუნთქული ჰაერის ან წყლის მოცულობა, გაზის გაცვლის უჯრედების რაოდენობა და ზომა, მათ მიერ შთანთქმული ჟანგბადის რაოდენობა და ბოლოს, ჟანგბადის წნევა არტერიულ სისხლში. დავუშვათ, რომ თევზს სასუნთქი ორგანოდ კი არა, ფილტვები აქვს.

განტოლებაში ჩავანაცვლოთ გაზის გაცვლის რეალური მონაცემები, რომელიც ხდება თევზის სუნთქვის დროს, აღმოვაჩენთ, რომ ფილტვების მქონე თევზი ვერ შეძლებს წყალში ცხოვრებას, რადგან გაანგარიშება აჩვენებს თქვენი თევზის არტერიულ სისხლში ჟანგბადის სრულ არარსებობას. მოდელი.

ეს ნიშნავს, რომ იყო შეცდომა ვარაუდში, კერძოდ: გაზის გაცვლის უჯრედის არჩეული ფორმა არასწორი აღმოჩნდა. თევზი წყალში ცხოვრობს ლოყების წყალობით, რომელიც შედგება ბრტყელი, თხელი, მჭიდროდ შეფუთული ფირფიტებისგან. ასეთ სტრუქტურაში - ფილტვების სფერული უჯრედებისგან განსხვავებით - აირების დიფუზიის პრობლემა არ არის.

ფილტვის მსგავსი სასუნთქი ორგანოების მქონე ცხოველს შეუძლია წყალში გადარჩენა მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ მისი ჟანგბადის მოთხოვნა უკიდურესად დაბალია. მაგალითისთვის ავიღოთ ზღვის კიტრი.

ღრმულები თევზებს წყალში ცხოვრების უნარს ანიჭებენ და იგივე ღრმულები არ აძლევს მათ წყლიდან არსებობის საშუალებას. ჰაერში ისინი იშლება გრავიტაციის გავლენის ქვეშ. ზედაპირული დაძაბულობა ჰაერ-წყლის ინტერფეისზე იწვევს მჭიდროდ შეფუთული ღრძილების ფირფიტების ერთმანეთთან შეკვრას.

გაზის გაცვლისთვის ხელმისაწვდომი ღრძილების მთლიანი ფართობი იმდენად მცირდება, რომ თევზს არ შეუძლია სუნთქვა, მიუხედავად ჰაერში ჟანგბადის სიმრავლისა. ფილტვების ალვეოლებს განადგურებისგან იცავს, პირველ რიგში, გულმკერდი და მეორეც, ფილტვებში გამოთავისუფლებული დამატენიანებელი აგენტი, რაც მნიშვნელოვნად ამცირებს ზედაპირულ დაძაბულობას.

ძუძუმწოვრების სუნთქვა წყალში

ამგვარად, წყალში ძუძუმწოვრების სუნთქვის პროცესების შესწავლამ ახალი ინფორმაცია მისცა ზოგადად სუნთქვის ძირითადი პრინციპების შესახებ. მეორეს მხრივ, არსებობდა რეალური ვარაუდი, რომ ადამიანი შეძლებდა სითხის სუნთქვას შეზღუდული დროით მავნე შედეგების გარეშე. ეს მყვინთავებს საშუალებას მისცემს ოკეანის ბევრად უფრო დიდ სიღრმეში ჩავიდნენ, ვიდრე ახლა.

ღრმა ზღვაში ჩაძირვის მთავარი საფრთხე დაკავშირებულია მკერდზე და ფილტვებზე წყლის წნევასთან. შედეგად ფილტვებში გაზების წნევა მატულობს და ზოგიერთი აირი ხვდება სისხლში, რასაც სერიოზული შედეგები მოჰყვება. მაღალი წნევის დროს გაზების უმეტესობა ტოქსიკურია ორგანიზმისთვის.

ასე რომ, მყვინთავის სისხლში შესული აზოტი იწვევს ინტოქსიკაციას უკვე 30 მეტრის სიღრმეზე და მიღებული აზოტიანი ანესთეზიის გამო 90 მეტრის სიღრმეზე პრაქტიკულად აქცევს მოქმედებიდან. (ამ პრობლემის მოგვარება შესაძლებელია იშვიათი გაზების გამოყენებით, როგორიცაა ჰელიუმი, რომელიც არ არის ტოქსიკური თუნდაც ძალიან მაღალი კონცენტრაციით.)

გარდა ამისა, თუ მყვინთავი ძალიან სწრაფად ბრუნდება სიღრმიდან ზედაპირზე, სისხლში და ქსოვილებში გახსნილი აირები გამოიყოფა ბუშტების სახით, რაც იწვევს დეკომპრესიის ავადმყოფობას.

ამ საფრთხის თავიდან აცილება შესაძლებელია, თუ მყვინთავი არ სუნთქავს ჰაერს, არამედ ჟანგბადით გამდიდრებულ სითხეს. ფილტვებში არსებული სითხე გაუძლებს მნიშვნელოვან გარე წნევას და მისი მოცულობა პრაქტიკულად არ შეიცვლება. ასეთ პირობებში, მყვინთავი, რომელიც რამდენიმე ასეული მეტრის სიღრმეზე ჩამოდის, შეძლებს სწრაფად დაბრუნდეს ზედაპირზე ყოველგვარი შედეგების გარეშე.

იმისათვის, რომ დავამტკიცოთ, რომ დეკომპრესიული დაავადება არ ხდება წყლის სუნთქვისას, ჩემს ლაბორატორიაში ჩატარდა შემდეგი ექსპერიმენტები. ექსპერიმენტებში თაგვზე, რომელიც სუნთქავდა სითხეს, 30 ატმოსფეროს წნევა სამი წამის განმავლობაში ერთ ატმოსფეროში მიიყვანეს. დაავადების ნიშნები არ იყო. წნევის ცვლილების ეს ხარისხი უდრის 910 მეტრის სიღრმიდან აწევის ეფექტს საათში 1100 კილომეტრის სიჩქარით.

ადამიანს შეუძლია წყლის სუნთქვა

თხევადი სუნთქვა შეიძლება სასარგებლო იყოს ადამიანისთვის მომავალი კოსმოსური მოგზაურობის დროს. შორეული პლანეტებიდან, მაგალითად, იუპიტერიდან დაბრუნებისას, საჭირო იქნება უზარმაზარი აჩქარება, რაც საშუალებას მოგცემთ დატოვოთ პლანეტის მიზიდულობის ზონა. ეს აჩქარებები გაცილებით მეტია, ვიდრე ადამიანის ორგანიზმი, განსაკუთრებით ადვილად დაუცველი ფილტვები, უძლებს.

მაგრამ იგივე დატვირთვები სავსებით მისაღები გახდება, თუ ფილტვები ივსება სითხით, ხოლო ასტრონავტის სხეული სისხლის სიმკვრივის ტოლი სითხეში იქნება ჩაძირული, ისევე როგორც ნაყოფი ჩაეფლო დედის საშვილოსნოს ამნიონურ სითხეში.

იტალიელმა ფიზიოლოგებმა რუდოლფ მარგარიამ, ტ. გუალტეროტიმ და დ. სპინელიმ ასეთი ექსპერიმენტი ჩაატარეს 1958 წელს. ორსული ვირთხების შემცველი ფოლადის ცილინდრი სხვადასხვა სიმაღლიდან გადააგდეს ტყვიის საყრდენზე. ექსპერიმენტის მიზანი იყო იმის შემოწმება, გადარჩებოდა თუ არა ნაყოფი დაშვების მკაცრ შენელებას და ზემოქმედებას. შენელების სიჩქარე გამოითვალა ცილინდრის ჩაღრმავების სიღრმიდან ტყვიის ძირში.

თავად ცხოველები ექსპერიმენტის დროს მაშინვე დაიღუპნენ. გაკვეთამ აჩვენა ფილტვების მნიშვნელოვანი დაზიანება. თუმცა, ქირურგიულად გამოთავისუფლებული ემბრიონები ცოცხალი იყო და ნორმალურად განვითარდა. საშვილოსნოს სითხით დაცულ ნაყოფს შეუძლია გაუძლოს ნეგატიურ აჩქარებებს 10 ათას გ-მდე.

ექსპერიმენტების შემდეგ, რომლებმაც აჩვენეს, რომ ხმელეთის ცხოველებს შეუძლიათ სითხის სუნთქვა, გონივრული იქნება ადამიანებისთვის ასეთი შესაძლებლობა ვივარაუდოთ. ჩვენ ახლა გვაქვს რამდენიმე პირდაპირი მტკიცებულება ამ ვარაუდის სასარგებლოდ. მაგალითად, ჩვენ ახლა ვიყენებთ ახალ მეთოდს ფილტვის გარკვეული დაავადებების სამკურნალოდ.

მეთოდი შედგება ერთი ფილტვის გამორეცხვაში მარილიანი ხსნარით, რომელიც შლის პათოლოგიურ სეკრეტს ალვეოლებიდან და ბრონქებიდან. მეორე ფილტვი სუნთქავს აირისებრ ჟანგბადს.

ამ ოპერაციის წარმატებამ შთააგონა დაგვეწყო ექსპერიმენტი, რომლისთვისაც მოხალისე გახდა მამაცი ღრმა მყვინთავი, ფრენსის დ. ფალეიჩიკი.

ანესთეზიის ქვეშ ორმაგი კათეტერი ჩასვეს ტრაქეაში, რომლის თითოეული მილი ფილტვებამდე აღწევდა. სხეულის ნორმალურ ტემპერატურაზე, ჰაერი ერთ ფილტვში შეიცვალა 0,9% მარილიანი ხსნარით. "რესპირატორული ციკლი" შედგებოდა ფილტვში მარილიანი ხსნარის შეყვანისგან და შემდეგ მისი ამოღებისგან.

ციკლი შვიდჯერ გაიმეორეს, ყოველი „სუნთქვისთვის“ 500 მილილიტრი ხსნარი მიიღეს. ფალეიჩიკმა, რომელიც სრულ გონზე იყო მთელი პროცედურის განმავლობაში, თქვა, რომ მან ვერ შეამჩნია მნიშვნელოვანი განსხვავება სინათლეს, სასუნთქ ჰაერსა და სინათლეს, სასუნთქ წყალს შორის. მას ასევე არ განუცდია დისკომფორტი ფილტვიდან სითხის შესვლისა და გამოსვლის დროს.

რა თქმა უნდა, ეს ექსპერიმენტი ჯერ კიდევ ძალიან შორს არის წყალში ორივე ფილტვით სუნთქვის პროცესის განხორციელების მცდელობისგან, მაგრამ მან აჩვენა, რომ ადამიანის ფილტვების ფიზიოლოგიური ხსნარით შევსება, თუ პროცედურა სწორად შესრულდება, არ იწვევს ქსოვილის სერიოზულ დაზიანებას და იწვევს. არ გამოიწვიოს უსიამოვნო შეგრძნებები.

წყლის სუნთქვის ყველაზე რთული პრობლემა

ალბათ ყველაზე რთული გადასაჭრელი პრობლემაა წყლის სუნთქვისას ფილტვებიდან ნახშირორჟანგის გამოყოფა. როგორც უკვე ვთქვით, წყლის სიბლანტე დაახლოებით 36-40-ჯერ აღემატება ჰაერის სიბლანტეს. ეს ნიშნავს, რომ ფილტვები წყალს ჰაერზე მინიმუმ ორმოცჯერ ნელა ამოტუმბავს.

სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ჯანმრთელი ახალგაზრდა მყვინთავი, რომელსაც შეუძლია წუთში 200 ლიტრი ჰაერის სუნთქვა, შეუძლია წუთში მხოლოდ 5 ლიტრი წყლის სუნთქვა. სავსებით აშკარაა, რომ ასეთი სუნთქვით ნახშირორჟანგი არ გამოიყოფა საკმარისი რაოდენობით, მაშინაც კი, თუ ადამიანი მთლიანად ჩაეფლო წყალში.

შეიძლება თუ არა ამ პრობლემის გადაჭრა ისეთი გარემოს გამოყენებით, რომელშიც ნახშირორჟანგი უკეთესად იხსნება, ვიდრე წყალში? ზოგიერთ თხევად სინთეზურ ფტორნახშირბადში ნახშირორჟანგი იხსნება, მაგალითად, სამჯერ მეტი ვიდრე წყალში, ხოლო ჟანგბადი - ოცდაათჯერ. ლელანდ კლარკმა და ფრენკ გოლანმა აჩვენეს, რომ თაგვს შეუძლია იცხოვროს ჟანგბადის შემცველ თხევად ნახშირბადის ფტორში ატმოსფერული წნევის დროს.

ნახშირბადის ფტორი არა მხოლოდ შეიცავს უფრო მეტ ჟანგბადს, ვიდრე წყალი, არამედ გაზის დიფუზიის სიჩქარე ასევე ოთხჯერ მეტია ამ გარემოში. თუმცა, აქაც, სითხის მცირე გამტარიანობა ფილტვებში რჩება დაბრკოლებად: ფტორნახშირბადებს კიდევ უფრო დიდი სიბლანტე აქვთ, ვიდრე მარილიანი.

თარგმანი ინგლისურიდან ნ. პოზნანსკაიას მიერ.

გაფართოებული კვლევების რუსეთის ფონდმა დაიწყო თხევადი სუნთქვის ტექნოლოგიის ტესტირება მყვინთავებისთვის ძაღლებზე.

ამის შესახებ ფონდის გენერალური დირექტორის მოადგილემ ვიტალი დავიდოვმა ისაუბრა. მისივე თქმით, სრულმასშტაბიანი ტესტები უკვე მიმდინარეობს.

მის ერთ-ერთ ლაბორატორიაში თხევადი სუნთქვაზე მუშაობა მიმდინარეობს. მიუხედავად იმისა, რომ ექსპერიმენტები ტარდება ძაღლებზე. ჩვენთან ერთად წითელ კოლბაში ჩაეფლო წყალთან ერთად, სახე ქვემოთ. როგორც ჩანს, რატომ დასცინი ცხოველს, ახლა ის დაახრჩობს. არა. ის 15 წუთის განმავლობაში იჯდა წყლის ქვეშ. ჩანაწერი 30 წუთია. წარმოუდგენელი. თურმე ძაღლს ფილტვები ჟანგბადიანი სითხით ჰქონდა სავსე, რამაც წყალქვეშ სუნთქვა მისცა. როცა გამოიყვანეს, ცოტათი ლეთარგიული იყო - ამბობენ, ჰიპოთერმიის გამო (და ვფიქრობ, ვის უყვარს ქილაში წყლის ქვეშ დგომა ყველას თვალწინ), მაგრამ რამდენიმე წუთის შემდეგ ის სრულიად თავად გახდა. მალე ადამიანებზე ექსპერიმენტებს ჩაატარებენ, - ამბობს როსიისკაია გაზეტას ჟურნალისტი იგორ ჩერნიაკი, რომელიც უჩვეულო ტესტების თვითმხილველი გახდა.

ეს ყველაფერი ცნობილი ფილმის „უფსკრულის“ ფანტასტიური სიუჟეტის მსგავსი იყო, სადაც ადამიანს შეეძლო დიდ სიღრმეზე ჩასვლა კოსმოსური კოსტუმით, რომლის ჩაფხუტი სითხით იყო სავსე. წყალქვეშა ხომალდი მასთან ერთად სუნთქავდა. ახლა უკვე აღარ არის ფანტაზია.

თხევადი სუნთქვის ტექნოლოგია გულისხმობს ფილტვების შევსებას ჟანგბადით გაჯერებული სპეციალური სითხით, რომელიც აღწევს სისხლში. Advanced Research Foundation-მა დაამტკიცა უნიკალური პროექტის განხორციელება, სამუშაოებს ოკუპაციური მედიცინის კვლევითი ინსტიტუტი ახორციელებს. დაგეგმილია სპეციალური კოსტუმის შექმნა, რომელიც გამოადგება არა მხოლოდ წყალქვეშა ნავსადგურებს, არამედ პილოტებსა და ასტრონავტებსაც.

როგორც ვიტალი დავიდოვმა TASS-ის კორესპონდენტს განუცხადა, ძაღლებისთვის შეიქმნა სპეციალური კაფსულა, რომელიც ჩაეფლო მაღალი წნევის ჰიდროკამერაში. ამ დროისთვის ძაღლებს ჯანმრთელობის შედეგების გარეშე სუნთქვა შეუძლიათ ნახევარ საათზე მეტი ხნის განმავლობაში 500 მეტრამდე სიღრმეზე. ”ყველა საცდელი ძაღლი გადარჩა და თავს კარგად გრძნობს ხანგრძლივი თხევადი სუნთქვის შემდეგ”, - დარწმუნდა FPI-ს ხელმძღვანელის მოადგილე.

ცოტამ თუ იცის, რომ ჩვენს ქვეყანაში უკვე ჩატარდა ექსპერიმენტები თხევადი სუნთქვის შესახებ. საოცარი შედეგი მისცა. აკვანავტები სუნთქავდნენ სითხეს ნახევარ კილომეტრზე ან მეტ სიღრმეზე. ეს უბრალოდ ხალხმა არ იცოდა მათი გმირების შესახებ.

1980-იან წლებში სსრკ-მ შეიმუშავა და დაიწყო სერიოზული პროგრამის განხორციელება ადამიანების სიღრმეში გადასარჩენად.

სპეციალური სამაშველო წყალქვეშა ნავები შეიქმნა და ექსპლუატაციაშიც კი შევიდა. შეისწავლეს ადამიანის ადაპტაციის შესაძლებლობები ასობით მეტრის სიღრმეზე. უფრო მეტიც, აკვანავტი ასეთ სიღრმეზე უნდა ყოფილიყო არა მძიმე მყვინთავის კოსტუმში, არამედ მსუბუქ იზოლირებულ სველი კოსტუმში, ზურგს უკან სკუბას ხელსაწყოებით, მისი მოძრაობები არაფრით არ იყო შეზღუდული.

ვინაიდან ადამიანის სხეული თითქმის მთლიანად წყლისგან შედგება, სიღრმეში საშინელი წნევა მისთვის თავისთავად საშიში არ არის. სხეული უბრალოდ უნდა მომზადდეს ამისთვის წნევის პალატაში წნევის გაზრდით საჭირო მნიშვნელობამდე. მთავარი პრობლემა სხვაგანაა. როგორ ვისუნთქოთ ათობით ატმოსფეროს წნევის ქვეშ? სუფთა ჰაერი ორგანიზმისთვის შხამი ხდება. ის უნდა განზავდეს სპეციალურად მომზადებულ აირის ნარევებში, ჩვეულებრივ აზოტ-ჰელიუმ-ჟანგბადში.

მათი რეცეპტი - სხვადასხვა გაზების პროპორციები - ყველაზე დიდი საიდუმლოა ყველა ქვეყანაში, სადაც მსგავსი კვლევები მიმდინარეობს. მაგრამ ძალიან დიდ სიღრმეებში, ჰელიუმის ნარევები არ ზოგავს. ფილტვები უნდა იყოს სავსე სითხით, რომ არ გასკდეს. რა არის სითხე, რომელიც ფილტვებში მოხვედრისას არ იწვევს დახრჩობას, არამედ ჟანგბადს ალვეოლებით გადასცემს სხეულს - საიდუმლო საიდუმლოებიდან.

სწორედ ამიტომ, სსრკ-ში, შემდეგ კი რუსეთში აკვანავტებთან ყველა სამუშაო ჩატარდა სათაურით "საიდუმლო".

მიუხედავად ამისა, არსებობს საკმაოდ სანდო ინფორმაცია, რომ 1980-იანი წლების ბოლოს შავ ზღვაში არსებობდა ღრმა წყლის წყლის სადგური, რომელშიც ცხოვრობდნენ და მუშაობდნენ საცდელი წყალქვეშა ნავები. ისინი ზღვაზე გავიდნენ, მხოლოდ სველი კოსტიუმებში იყვნენ ჩაცმული, ზურგზე სკუბა ხელსაწყოებით და მუშაობდნენ 300-დან 500 მეტრამდე სიღრმეზე. სპეციალური აირის ნარევი მათ ფილტვებში ზეწოლის ქვეშ შეჰყავდათ.

ვარაუდობდნენ, რომ თუ წყალქვეშა ნავი გასაჭირში იყო და ფსკერზე ჩაიძირა, მაშინ მასში სამაშველო წყალქვეშა ნავი გაიგზავნებოდა. Aquanauts წინასწარ მომზადდებიან სამუშაოდ შესაბამის სიღრმეზე.

ყველაზე რთული ის არის, რომ გაუძლო ფილტვების ავსებას სითხით და უბრალოდ არ მოკვდე შიშით.

და როდესაც სამაშველო წყალქვეშა ნავი მიუახლოვდება კატასტროფის ადგილს, მყვინთავები მსუბუქი აღჭურვილობით გამოვლენ ოკეანეში, შეამოწმებენ საგანგებო ნავს და დაეხმარებიან ეკიპაჟის ევაკუაციას სპეციალური ღრმა ზღვის წყალქვეშა ნავების დახმარებით.

ამ სამუშაოების დასრულება სსრკ-ს დაშლის გამო ვერ მოხერხდა. თუმცა, მათ, ვინც ღრმად მუშაობდნენ, მაინც მოახერხეს საბჭოთა კავშირის გმირების ვარსკვლავების დაჯილდოება.

ალბათ, კიდევ უფრო საინტერესო კვლევები გაგრძელდა ჩვენს დროში პეტერბურგთან ერთ-ერთი საზღვაო კვლევითი ინსტიტუტის ბაზაზე.

იქაც ჩატარდა ექსპერიმენტები გაზის ნარევებზე ღრმა ზღვის კვლევისთვის. მაგრამ, რაც მთავარია, ალბათ, მსოფლიოში პირველად, იქ ადამიანებმა სითხის სუნთქვა ისწავლეს.

მათი უნიკალურობით, ეს სამუშაოები ბევრად უფრო რთული იყო, ვიდრე, ვთქვათ, ასტრონავტების მომზადება მთვარეზე ფრენისთვის. ტესტერები განიცდიდნენ უზარმაზარ ფიზიკურ და ფსიქოლოგიურ სტრესს.

პირველ რიგში, ჰაერის წნევის პალატაში აკვანავტების სხეული ადაპტირებული იყო რამდენიმე ასეული მეტრის სიღრმეზე. შემდეგ ისინი გადავიდნენ სითხით სავსე პალატაში, სადაც განაგრძეს ჩაძირვა, როგორც ამბობენ, თითქმის კილომეტრის სიღრმეში.

ყველაზე რთული, მათი აზრით, ვისაც ჰქონდა საშუალება ესაუბროს აკვანავტებს, მათი თქმით, იყო გაუძლო ფილტვების ავსებას სითხით და უბრალოდ არ მოკვდე შიშით. ეს არ არის სიმხდალეზე. დახრჩობის შიში სხეულის ბუნებრივი რეაქციაა. Ყველაფერი შეიძლება მომხდარიყო. ფილტვების ან ცერებრალური გემების სპაზმი, თუნდაც გულის შეტევა.

როდესაც ადამიანი მიხვდა, რომ ფილტვებში არსებული სითხე არ მოაქვს სიკვდილს, არამედ სიცოცხლეს ანიჭებს დიდ სიღრმეზე, წარმოიშვა საკმაოდ განსაკუთრებული, მართლაც ფანტასტიკური შეგრძნებები. მაგრამ მხოლოდ მათ, ვინც განიცადა ასეთი ჩაძირვა, იცის მათ შესახებ.

ვაი, რომ თავისი მნიშვნელობით გასაოცარი სამუშაო შეჩერდა ელემენტარული მიზეზის გამო - ფინანსების უქონლობის გამო. გმირ-აკვანავტებს მიენიჭათ რუსეთის გმირების წოდება და გადადგნენ. წყალქვეშა გემების სახელები დღემდე კლასიფიცირებულია.

მიუხედავად იმისა, რომ მათ უნდა მიენიჭათ პატივი, როგორც პირველი ასტრონავტები, რადგან მათ გზა გაუხსნეს დედამიწის ღრმა ჰიდროკოსმოსში.

ახლა განახლებულია ექსპერიმენტები თხევადი სუნთქვის შესახებ, ისინი ტარდება ძაღლებზე, ძირითადად დაჩებზე. ისინი ასევე განიცდიან სტრესს.

მაგრამ მკვლევარები სწყალობენ მათ. როგორც წესი, წყალქვეშა ექსპერიმენტების შემდეგ ისინი მიჰყავთ საცხოვრებლად საკუთარ სახლებში, სადაც იკვებებიან გემრიელად, გარშემორტყმული სიყვარულითა და მზრუნველობით.