Читать онлайн «Человек-дельфин». Страница 43

Затем проблема осмоса. Мы говорили в главе “Океан в человеке” об определенном сходстве между кровью и морской водой. Однако кровь богаче хлором, натрием, различными ионами, органическими кислотами, протеином и т. д. Необходимо, следовательно, сделать этот раствор для дыхания изотоническим (имеющий одинаково осмотическое давление) по отношению к крови, т. е. обогатить его хлористым натрием до концентрации 9 на 1000.

Для простоты дела доктор Килстра снизил температуру воды до 20° (температура мыши — 40°), что привело к замедлению у животного основного метаболизма и уменьшению его потребности в кислороде.

Но ни одна мышь не прожила больше восемнадцати часов.

Через несколько лет Килстра предпринял в лаборатории Университета Дархема в Северной Каролине новые эксперименты подобного рода, но на этот раз на собаках. Особая система позволяла животному, помещенному в гипербарический кессон под давлением 5 атмосфер (6 кг на 1 см2), дышать с минимальным усилием, чего не могла сделать мышь. Физиологический раствор с помощью резиновой трубки проникал непосредственно в легкие и так же выводился из них. Температура собаки снижалась с 40 до 32°. Точность химического состава жидкости, которой она дышала, легко контролировалась. В конце эксперимента легкие освобождались от раствора с помощью вводимого под давлением кислорода. Обычно выживала одна собака из каждых четырех. Но в любом случае, мышь это или собака, животное умирает, если эксперимент продолжается слишком долго, потому что легкие — это не жабры и при дыхании жидкостью не удается с достаточной быстротой удалять избыток CO2 — Увеличение его требует новых порций O2, процесс адсорбции которого ускоряется, повышая, следовательно, опять содержание CO2, и так далее до достижения в конце концов критической концентрации, приводящей к отравлению организма. Порочный этот круг неумолимо ведет к смерти.

Так ли уж необходимо продолжать убивать бедных животных?

В главе “Океан в человеке” мы уже видели, как человеческий зародыш вчерне, в виде спазм, делает дыхательные движения, пока его легкие находятся в “коротком замыкании”, говоря языком ученого Боталло. Зародыш получает кислород из крови, поступающей через пуповину, связывающую его с материнской плацентой. Конечно же он “дышит” этой амниотической жидкостью, в которую полностью погружен. И в случае некоторых сложных родов, когда младенец не может быть извлечен немедленно, он в конце концов начнет “по-настоящему” дышать амниотической жидкостью в утробе матери, не умирая (при этом “дыхание” будет набирать силу постепенно, иначе легочные альвеолы могут взорваться).

Вот такие соображения и заставили думать Килстру, что дыхание жидкостями для млекопитающих и, может быть, для человека — процесс не такой уж невозможный.

Доктора Ч. В. Паганелли, X. Рейтон и тот же Килстра попытались сконструировать что-то наподобие комбинации жабр и легких. Было выведено большое число уравнений, формул, сделано много выводов, чтобы прийти к заключению, что структура жабр гораздо сложнее структуры легочных альвеол в том, что касается газового обмена в воде. Все-таки некоторые ученые, убежденные, что предком человека была не обезьяна, а рыба, будут продолжать поиски методов, которые позволят человеку по его собственному усмотрению переключаться с легочного дыхания на водное. Один американский ныряльщик даже предоставил и распоряжение ученых одно свое легкое для экспериментов, подобных тем, что были сделаны на собаках. Физиологический раствор вводился в легкое и выходил из него таким же образом. Все прошло наиотличнейше, и легкое затем было высушено струей чистого кислорода: через восемь часов оно уже функционировало нормально.

Я никогда больше не слышал об этом эксперименте. Если бы он был реализован успешно сразу на двух человеческих легких, мы бы об этом узнали.

По различным мотивам, приведенным ранее, делающим непрактичными эксперименты с физиологической сывороткой, два других американца, Кларк и Голлан, выполнили к 1965 г. те же самые опыты с мышами, но погружали их на этот раз в жидкость, хорошо известную в химической промышленности как фтороуглерод. В солевом растворе это вещество выпадает в осадок в виде миллионов хлопьев, частичек, напоминающих красные кровяные тельца. Содержание кислорода в них становится в 20 раз больше, чем в морской воде, и в 2–3 раза больше, чем в крови. Работая с собаками, Кларк заменил 1,8 % их крови селекционированным фтороуглеродом (FC 43), растворенным на 40 % в адекватном соляном растворе, и подверг животных все более продолжительным аноксиям. Кларк и Голлан достигли некоторого заметного успеха на разных животных, но и их система не показала себя достаточно надежной. Необходимо было сделать еще больший шаг, чтобы перейти от физиологических растворов и растворов фторуглерода, сверхнасыщенных кислородом в лаборатории, непосредственно к морской среде.

Тогда вновь стали думать об искусственных мембранах, применяемых в медицине.

Рыбы и млекопитающие, имеющие жабры или легочные альвеолы, дышат через тончайшие мембраны, способные отделять кислород от морской среды или воздуха. Зная о наличии кислорода в воде, человек, естественно, начал думать о системе искусственных мембран, которые пропустили бы через свои тонкие структуры диффузию газов морской среды в полупроницаемый кессон, где находится подопытное животное или человек. Подобные проницаемые мембраны, сделанные из синтетических материалов силикона или тефлона, уже применяются в медицине, например, для искусственных почек.

Обратимся вновь к замечательной Энциклопедии Кусто: “Если поместить в непроницаемую “клетку”, сделанную из этого материала, маленькое животное, например, обыкновенного хомяка, он сможет нормально дышать кислородом, проникающим через стенки, взамен удаляющегося тем же способом углекислого газа. Погруженная в аквариум, такая “клетка” будет нормально функционировать. Так как ее стенки непроницаемы, вода не просачивается, а газовые обмены с атмосферой поддерживаются, потому что внешние газы распространены в воде аквариума”.

Однако если правда, что такая система может функционировать в малом масштабе, скажем в аквариуме, то проблема становится совершенно непреодолимой, повтори мы эксперимент на глубине. Здесь такие давления, что невозможно подобрать подходящий материал для аналогичной конструкции. А ведь поверхности мембран должны быть очень большими, чтобы функционировать на глубинах. Даже если этого удастся достичь, то каким образом приладить такую громоздкую систему к телу ныряльщика?

После всех своих революционных изобретений человек, всегда неудовлетворенный и ненасытный, мечтает о следующем шаге. Уже заговорили об искусственных жабрах, которые, будучи пересаженными в легкие человека, сделали бы его таким образом амфибией. Этот подводник вел бы себя как дипной. Вспомним, что эти необычные создания (глава “Апноэ у немлекопитающих животных”) могут дышать как в воде при помощи жабр, так и вне ее благодаря рудиментарным легким. Мы знаем, что человек не может извлекать кислород прямо из водной среды. С другой стороны, даже если бы нашлось решение этой проблемы, возникает другая — кратковременность такого существования по причинам биофизического и биохимического порядка. Так, например, в море человек должен был бы пропускать через свои легкие 630 л воды в минуту, чтобы извлечь из нее необходимый объем кислорода, т. е. 21 л. Кроме того, активность этого кислорода в 6 тыс. раз ниже под водой, чем на поверхности, следовательно, распространение его в организме во столько же раз будет медленнее. Мы также видели, что вследствие небольшого различия в содержании соли в организме и морской воде в легких из-за явления осмоса создалась бы утечка воды с последующим всеобщим обезвоживанием. Вспомним еще об огромных потерях энергии в организме в случае падения температуры окружающей среды ниже 37°. Итак, человек-амфибия с пересаженными жабрами остается пока в царстве грез.

Однако Кусто уже заговорил о другом типе человека-амфибии: “Я представляю вам Homo aquaticus. Это человеческое существо, хирургически модифицированное для той адаптации, которую он просил у природы миллионы лет. Он перенес операцию, заменившую его легкие элементом, содержащим специальную жидкость, поставляющую кислород в кровеносную систему. Он больше не дышит газами, не должен тащить на спине “привычное” оборудование, не соединен с судном трубами и шлангами, его не заботит больше кессонная болезнь, азотный наркоз или декомпрессионная травма. Он может спускаться в море очень глубоко и оставаться там сколько пожелает, совершать быстрые погружения и подъемы без каких-либо неприятных последствий, за исключением некоторых периодических посещений базы, назовем ее “Арджиронета” (база — это субмарина будущего, которая позволит человеку работать на больших глубинах и куда он будет возвращаться по выполнении своей миссии. Водолазы смогут свободно перемещаться от одной базы к другой и работать много часов в день на глубине до 600 м), где он сможет восстановить свой запас окисляющей жидкости и фиксатора углекислого газа. Homo aquaticus абсолютно свободен в море: играет, мечтает, выращивает кита, пасет рыб, чинит подводные машины, руководит исследованиями. Есть только одно ограничение: когда Homo aquaticus (мужчина) женится на Homo aquaticus (женщине) и она будет готова родить Homunculus aquaticus, нужно будет, чтобы семья поднялась на поверхность”.