Эксперименты Кларка и Голлана

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.

Дыхательные мембраны

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?

Homo aquaticus Кусто

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 декомпрес‑сионная 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”.