Mókás, ahogyan a véletlenszerű kis tényszerűségek sok év után is megragadnak a fejemben. Amikor nyolcadikos voltam, a természettudományi órámra készítettem egy beszámolót Pascal törvényéről, amely a folyadékok zárt rendszerben való viselkedésének leírása (és többek között az egész hidraulika alapja). A dolgozat kutatása során egy olyan apró információra bukkantam, ami 13 éves koromban kiverte a biztosítékot: a folyadék szó nem a folyadék szinonimája; a folyadék lehet folyadék vagy gáz. Tényleg? Egész életemben folyadékot lélegeztem? Egyszerűen nem tudtam túltenni magam rajta. A barátaim sem tudtak – azt hittem, hogy a végtelen apróságok előadásával okosabbnak tűnök, de ők idegesítőnek találták.
Évekkel később olvastam egy Star Trek-regényt, amelyben az Enterprise legénysége találkozott egy humanoid lényekből álló fajjal, akik folyadékot lélegeztek; a könyv hosszasan leírta, milyen volt ez az élmény az egyik ember számára, akinek kapcsolatba kellett lépnie velük. Bár ez a kitalált folyadék kompatibilis volt az emberi tüdővel, a folyadék belélegzésének pszichológiai sokkja elég erős volt. Később ugyanez a koncepció felbukkant többek között az 1989-es A mélység című filmben, valamint Dan Brown 2009-es Az elveszett szimbólum című regényében is. De hé, ez mind csak sci-fi, nem igaz? Meglepő módon az emberek valóban képesek bizonyos nagyon különleges folyadékokat belélegezni.
Folyékony gondolkodás
Hogy bármilyen folyadék működjön az emberi légzésben, két fő funkciót kell rendkívül jól ellátnia: oxigént kell juttatnia a tüdőbe és el kell távolítania a szén-dioxidot. A levegő nyilvánvalóan mindkettőre képes; ahogyan néhány más gázkombináció is (például a búvárkodásban használtak). De ésszerű azt gondolni, hogy néhány folyadék is képes lehet ugyanerre. Az első, folyadékok légzésével kapcsolatos kísérletekre az 1960-as években került sor. Egereket arra kényszerítettek, hogy magas koncentrációjú oldott oxigént tartalmazó sóoldatot lélegezzenek be. Az egerek egy ideig életben maradtak, de bár az oldat elegendő oxigént szállított, a szén-dioxid eltávolításában nem volt hatékony; idővel a tüdő károsodását is okozta.
Néhány évvel később a kutatók perfluor-szénhidrogénekkel, azaz perfluorozott szénhidrogénekkel kezdtek kísérletezni – a freonhoz hasonló folyadékokkal, amelyek (annak ellenére, hogy elpárolgásukkal ártanak az ózonrétegnek) képesek az oxigént és a szén-dioxidot is könnyen feloldani. A kezdeti eredmények sokkal jobbak voltak, mint az oxigéntartalmú sóoldatokkal, és az egerek utána vissza tudtak térni a normál gázlégzéshez. A következő évtizedekben tovább finomították a lélegző perfluor-szénhidrogének (PFC-k) formuláit. A legismertebb ilyen folyadék a perflubron nevű, LiquiVent márkanéven is ismert folyadék. A perflubron egy tiszta, olajos folyadék, amelynek sűrűsége kétszerese a vízének. Térfogategységenként több mint kétszer annyi oxigént képes szállítani, mint a levegő. És inert, így nem valószínű, hogy károsítja a tüdő szöveteit. Mivel nagyon alacsony a forráspontja, párolgással gyorsan és könnyen kiüríthető a tüdőből.
Gondolhatod: nagyszerű, hogy az ember folyadékot lélegezhet, de miért akarná ezt bárki is?
Folyékony légzés felhasználása
A folyékony légzés elsődleges alkalmazási területe bizonyos tüdőproblémák orvosi kezelése. Például a koraszülöttként született csecsemőknek gyakran fejletlen a tüdejük. Mivel a perflubron több oxigént képes szállítani, mint a levegő, segíthet enyhíteni a légzési nehézségeket, amíg a tüdő képes nem lesz normál levegővel működni. De felnőtteknél is alkalmazzák akut légzési elégtelenségben, akár betegség, trauma, égési sérülés, vagy füst, víz vagy más toxinok belélegzése miatt. A folyadék az összeesett léghólyagokat nyitásra ösztönzi, kimossa a szennyeződéseket, és jobb oxigén- és szén-dioxid-cserét biztosít a nem teljesen működőképes tüdő számára. A klinikai alkalmazás során a tüdőt általában nem töltik meg teljesen a folyadékkal; ehelyett a folyadéklégzést általában a hagyományos gázlégzéssel együtt alkalmazzák.
A folyadéklégzés másik lehetséges felhasználási területe a búvárkodás. Rendszerint a búvároknak nagy nyomású gázokat kell lélegezniük, hogy megakadályozzák a tüdőjük összeomlását a mély víz alatt, de ez dekompressziót igényel a felfelé vezető úton, és a nitrogénnarkózis és számos más probléma kockázatát hordozza magában. Ha a tüdőt ehelyett folyadékkal töltenék meg, a legtöbb ilyen probléma egyszerűen megszűnne. Ez elméletileg lehetővé tenné a búvárok számára, hogy nagyobb mélységeket érjenek el, gyorsabban emelkedjenek fel, és valamivel kisebb kockázatot vállaljanak. A filmekben látottak ellenére ez a technika még nem érett meg a főműsoridőre, de a felszerelés, a folyadékformulák és a képzés terén elért fejlődéssel a folyékony légzés egy nap drámaian megváltoztathatja a búvárkodás természetét. Az űrutazás során a nagy G-erők elleni védekezésben is hasznát vehetnénk.
Mindezen elképesztő előnyök mellett a folyékony légzés még mindig egy nagy nehézséggel jár: az emberi tüdőnek sokkal nehezebb folyadékot be- és kilélegezni, mint levegőt lélegezni. Bár a perflubron sokkal jobban szállítja az oxigént és a szén-dioxidot, mint a levegő, ez az előny elveszhet, ha nem keringtetjük elég gyorsan. Mechanikus lélegeztetőgép használata nélkül ez különösen problémás lesz, ha valaki beteg, és még egy kiváló állapotban lévő búvár is kimerülhet egy ilyen fáradságos légzéstől egy mély és megerőltető merülés során. Szóval nem tervezem, hogy egy PFC-vel töltött medence alján fogok élni, de mindenképpen izgalmas a gondolat, hogy egy folyadékkal teli tüdő megóvhat a fulladástól.
Megjegyzés: Ez egy olyan cikk frissített változata, amely eredetileg 2005. május 24-én jelent meg A nap érdekes dolga oldalon.