Жи́дкостное дыха́ние, жидкостная вентиляция лёгких — дыхание с помощью хорошо растворяющей кислород жидкости. На настоящий момент проводились лишь отдельные эксперименты подобных технологийCan Humans Breathe Liquid? / Блог Gizmodo.
Жидкостное дыхание предполагает заполнение лёгких жидкостью, насыщенной растворённым кислородом, который проникает в кровь. Наиболее подходящими веществами для этой цели рассматриваются перфторуглеродные соединения, хорошо растворяющие кислород и углекислый газ, имеющие низкое поверхностное натяжение, химически инертные и не метаболизирующиеся в организме.
Частичная жидкостная вентиляция лёгких в настоящее время находится в стадии клинических испытаний при различных нарушениях дыхания, в частности у младенцевGreenspan et al. Liquid ventilation of preterm baby . Lancet 2(8671): 1095, 1989. ()Greenspan et al. Liquid ventilation of human neonates . J Pediatr. 117(1): 106-11, 1990.Leach et al. Partial liquid ventilation with perflubron in premature infants with severe respiratory distress. The LiquiVent Study Group . / N Engl J Med. 12; 335(11): 761-7, 1996.Greenspan et al. Partial liquid ventilation in critically ill infants receiving extracorporeal life support. Philadelphia Liquid Ventilation Consortium. / Pediatrics 99(1): E2, 1997.. Разработано несколько способов жидкостной вентиляции лёгких, в том числе вентиляции с помощью паров и аэрозолей перфторуглеродовPersistent Improvement of Gas Exchange and Lung Mechanics by Aerosolized Perfluorocarbon . Kandler A. Am. J. Respir. Crit. Care Med., Volume 164, Number 1, July 2001, 31-35.
Полная жидкостная вентиляция лёгких заключается в полном заполнении лёгких жидкостью. Полное заполнение лёгких жидкостью связано с рядом потенциальных проблем, среди самых опасных это «белая асифксия» в случае, если газы из лёгких будут не полностью удалены перед заполнением жидкостью, а также высокая нагрузка на мышцы диафрагмы и сердце из-за высокой (относительно воздуха) плотности жидкости. К самой жидкости также имеется ряд жёстких требований, например, она не должна вымывать сурфактант с поверхности альвеол, кроме того она должна быть максимально чистой от примесей.
История Эксперименты по полной жидкостной вентиляции лёгких проводились на животных в 1960 — 1980-е годы в СССР и США.
В 60-х годах Управление ВМФ США финансировало фундаментальные исследования в Университете Дьюка по жидкостному дыханию. Доктор Йоханнес А. Килстра был ведущим ученым в том проекте. После доказательства того, что техника работает на грызунах и собаках, эксперимент решили повторить на человеке. Профессиональный дайвер Фрэнк Фалейчик стал первым, кто вдохнул насыщенную кислородом жидкость. В первом эксперименте Фрэнк вдыхал хорошо насыщенный кислородом физиологический раствор, но извлечение жидкости из легких прошло с осложнениями, в результате воздействия у него развилась пневмония. В конце концов, исследователи обнаружили, что насыщенные кислородом перфторуглероды могут переноситься легко, по крайней мере животными. Они позволяют извлекать растворенный кислород в течение определенного периода времени без вредных последствий.
В СССР проводилось несколько параллельных исследований данной тематики, в частности в 1975 г. в институте сердечно-сосудистой хирургии им. А. Н. Бакулева профессор Ф. Ф. Белоярцев впервые в стране выполнил работы по длительной внелёгочной оксигенации с использованием фторуглеродных оксигенаторов и по замене газовой среды в лёгких на жидкий перфторуглерод. А в конце 80-х ВМФ СССР заказывало у «НИИ Спасания и Подводных Технологий» НИОКР «Олифа МЗ», где проводились исследования на собаках.
Большинство экспериментов до сих пор не вышло на стадию повсеместного применения. Это связано с рядом проблем, которые вызывают серьёзные сложности при применении. Например изученные соединения, пригодные для жидкостной вентиляции лёгких, обладают рядом недостатков, которые значительно ограничивают их применимость. В частности, не было найдено методов, которые могли бы применяться продолжительно. Фактически, одним из самых серьёзных ограничивающих факторов на данный момент является накопление углекислого газа в организме. Перфторуглероды легко отдают накопленный кислород, но не устраняют должным образом углекислый газ.
В культуре
Сходная технология показана в художественном фильме Джеймса Кэмерона «Бездна», который затрагивает тему использования жидкостного дыхательного аппарата для сверхглубокого подводного погружения. Также технология упоминалась в романе Дена Брауна «Утраченный символ». Среди фанатов режиссёра существует байка, что Кэмерон впечатлился темой жидкостного дыхания посетив один из докладов Йоханнеса А. Килстра, под руководством которого как раз и проходили опыты с человеком.
В финале фантастического фильма Брайана де Пальмы «Миссия на Марс»More On Dan Brown And Liquid Breathing / CENtral Science blog, 2009 герой Гэри Синиза оказывается на борту марсианского корабля, где также показано использование технологии жидкостного дыхания. Подобная этой технология была показана в аниме «Евангелион», где пилоты Ев, для связи с ними, полностью погружались в жидкость LCL, которая заполняла их легкие и снабжала кислородом. Также такая технология упоминается в романе Лю Цысиня «Тёмный лес». Сходные исследования показаны в советском сериале «Ольга Сергеевна». В научно-фантастическом кинофильме «Интерстеллар» рейнджеры, отправленные исследовать три планеты в червоточине, и другие исследователи при длительном полёте помещались в капсулу гибернации, заполненную жидкостью для поддержания жизнедеятельности.
Примечания
Ссылки Liquid ventilation / BJA: British Journal of Anaesthesia, Volume 91, Issue 1, 1 July 2003, Pages 143–151, doi:10.1093/bja/aeg147 Наумов Владимир. Человек-амфибия живёт в Москве, Газета «Труд». № 25 за 08 февраля 2001 года
Категория:Дыхание Категория:Подводная медицина