Este amuzant modul în care mi se întipăresc în minte mici anecdote aleatorii, chiar și după mulți ani. Când eram în clasa a opta, am făcut un referat pentru clasa mea de științe despre Legea lui Pascal, o descriere a modului în care se comportă fluidele într-un sistem închis (și care stă la baza întregii hidraulici, printre altele). În cursul cercetării acelui proiect, am dat peste o mică informație care mi-a dat peste cap mintea mea de 13 ani: cuvântul fluid nu este sinonim cu lichid; un fluid poate fi un lichid sau un gaz. Serios? Toată viața mea am respirat un fluid? Pur și simplu nu puteam să trec peste asta. Nici prietenii mei nu puteau – credeam că recitările mele nesfârșite de banalități mă făceau să par mai deștept, dar lor li se părea enervant.
Ani mai târziu, am citit un roman din Star Trek în care echipajul de pe Enterprise se întâlnea cu o rasă de ființe umanoide care respirau un lichid; cartea se străduia foarte mult să descrie cum a fost acea experiență pentru unul dintre oamenii care trebuia să interacționeze cu ei. Deși acest lichid fictiv era compatibil cu plămânii umani, șocul psihologic de a respira un lichid era destul de intens. Mai târziu, același concept a apărut, printre altele, în filmul The Abyss din 1989, precum și în romanul The Lost Symbol din 2009 al lui Dan Brown. Dar, hei, toate acestea sunt doar science-fiction, nu-i așa? Destul de uimitor, oamenii pot într-adevăr să respire anumite lichide foarte speciale.
Gândirea fluidelor
Pentru ca orice lichid să funcționeze pentru respirația umană, acesta trebuie să îndeplinească extrem de bine două funcții principale: să livreze oxigen către plămâni și să elimine dioxidul de carbon. În mod evident, aerul le face pe amândouă; la fel și unele alte combinații de gaze (cum ar fi cele utilizate în scufundări). Dar este rezonabil să credem că unele lichide ar putea face același lucru. Primele experimente care au implicat respirația unui lichid au avut loc în anii 1960. Șoarecii au fost puși să respire o soluție salină cu o concentrație mare de oxigen dizolvat. Șoarecii au supraviețuit o vreme, dar, deși soluția a furnizat suficient oxigen, a fost ineficientă în ceea ce privește eliminarea dioxidului de carbon; în timp, a provocat, de asemenea, deteriorarea plămânilor.
Câțiva ani mai târziu, cercetătorii au început să experimenteze cu perfluorocarburi, sau hidrocarburi perfluorurate – lichide asemănătoare freonului care (în ciuda faptului că sunt neprietenoase cu stratul de ozon atunci când se evaporă) sunt capabile să dizolve cu ușurință atât oxigenul, cât și dioxidul de carbon. Rezultatele inițiale au fost mult mai bune decât în cazul soluțiilor saline oxigenate, iar șoarecii au fost capabili să revină la respirația normală cu gaz după aceea. În următoarele câteva decenii, formulele pentru perfluorocarburile respirabile (PFC) au fost rafinate în continuare. Cel mai cunoscut lichid de acest tip se numește perflubron, cunoscut și sub numele de marcă LiquiVent. Perflubronul este un lichid transparent, uleios, cu o densitate dublă față de cea a apei. Acesta are capacitatea de a transporta de peste două ori mai mult oxigen pe unitate de volum decât aerul. Și este inert, deci este puțin probabil să afecteze țesuturile pulmonare. Deoarece are un punct de fierbere foarte scăzut, poate fi eliminat din plămâni rapid și ușor prin evaporare.
S-ar putea să vă gândiți: este grozav că oamenii pot respira un lichid, dar de ce ar vrea cineva să o facă?
Utilizări pentru scafandri
Aplicația principală a respirației cu lichid este tratamentul medical al anumitor probleme pulmonare. De exemplu, bebelușii născuți prematur au adesea plămânii subdezvoltați. Deoarece perflubronul poate transporta mai mult oxigen decât aerul, acesta poate ajuta la ameliorarea tulburărilor respiratorii până când plămânii sunt capabili să funcționeze cu aer obișnuit. Dar a fost folosit și în cazul adulților cu insuficiență respiratorie acută, fie din cauza unei boli, a unui traumatism, a arsurilor sau a inhalării de fum, apă sau alte toxine. Lichidul încurajează alveolele colapsate să se deschidă, spală contaminanții și asigură un schimb mai bun de oxigen și dioxid de carbon pentru plămânii care nu sunt pe deplin funcționali. În utilizarea clinică, plămânii nu sunt de obicei umpluți complet cu lichid; în schimb, ventilația cu lichid este de obicei utilizată împreună cu ventilația convențională cu gaz.
O altă utilizare potențială pentru respirația cu lichid este în scufundări. În mod normal, scafandrii trebuie să respire gaze puternic presurizate pentru a preveni colapsul plămânilor lor la mare adâncime subacvatică, dar acest lucru necesită decompresie la urcare și comportă riscul narcozei cu azot și numeroase alte probleme. Dacă, în schimb, plămânii ar fi umpluți cu un lichid, majoritatea acestor probleme ar dispărea pur și simplu. În teorie, acest lucru ar permite scafandrilor să atingă adâncimi mai mari, să urce mai repede și să se confrunte cu riscuri ceva mai mici. În ciuda a ceea ce vedem în filme, această tehnică nu este încă pregătită pentru ora de maximă audiență, dar cu progrese în ceea ce privește echipamentele, formulele de lichid și antrenamentul, respirația cu lichid ar putea într-o zi să schimbe dramatic natura scufundărilor. De asemenea, ar putea avea o aplicație pentru a ajuta la protecția împotriva forțelor G ridicate în timpul călătoriilor în spațiu.
Pentru toate aceste beneficii uimitoare, respirația lichidă implică totuși o dificultate majoră: este mult mai greu pentru plămânii umani să introducă și să elimine lichidul decât să respire aer. Chiar dacă perflubronul este mult mai bun decât aerul la transportarea oxigenului și a dioxidului de carbon, acest avantaj poate fi pierdut dacă nu îl puneți în circulație suficient de rapid. Fără utilizarea unui ventilator mecanic, acest lucru va fi deosebit de problematic pentru o persoană bolnavă și chiar și un scafandru în cea mai bună condiție ar putea fi epuizat de o respirație atât de laborioasă în timpul unei scufundări profunde și obositoare. Așadar, nu-mi voi face planuri de a trăi pe fundul unei piscine pline de PFC, dar cu siguranță este intrigant să mă gândesc că un plămân plin de lichid ar putea să mă împiedice să mă înec.
Nota: Aceasta este o versiune actualizată a unui articol care a apărut inițial în Interesant de zi pe 24 mai 2005.
.