Ljudi kao ribe: Revolucija u našim životima — može li se disati tečnost
Otkako je 2016. godine Fond za perspektivna istraživanja (FPI) odobrio projekat disanja tečnosti, javnost se zainteresovala za uspešnost studija. Nedavna demonstracija mogućnosti ove tehnologije bukvalno je „oborila“ internet pitanjima kako je sve to moguće i kako zapravo funkcioniše.
Tokom susreta zamenika ruskog premijera Dmitrija Rogozina i predsednika Srbije Aleksandra Vučića, naučnici su psa jazavičara potopili u specijalnu tečnost zasićenu kiseonikom. Posle eksperimenta je pas, prema rečima Rogozina, koji ga je udomio, živ i zdrav. O kakvoj se čudotvornoj tečnosti radi?
Otkako je 2016. godine Fond za perspektivna istraživanja (FPI) odobrio projekat disanja tečnosti, javnost se zainteresovala za uspešnost studija. Nedavna demonstracija mogućnosti ove tehnologije bukvalno je „oborila“ internet pitanjima kako je sve to moguće i kako zapravo funkcioniše.
„Naučnici su uspeli da sintetizuju materije koje ne postoje u prirodi — fluorougljenike, u kojima su međumolekularne sile toliko male, da se ova jedinjenja zapravo nalaze u nekakvoj fazi između tečnosti i gasa. U njima se kiseonik rastvara 18 do 20 puta više nego voda“, govori za Sputnjik doktor medicinskih nauka Evgenij Majevski, profesor i šef laboratorije energetike bioloških sistema Instituta teoretske i eksperimentalne biofizike RAN, jedan od naučnika koji su stvorili perftoran, takozvanu plavu krv.
Majevski se ovim istraživanjima bavi još od 1979. godine.
Uz parcijalni pritisak od jedne atmosfere u 100 ml vode rastvara se svega 2,3 ml kiseonika. Uz iste uslove, fluorougljenici mogu da sadrže i do 50 ml kiseonika. To ih čini potencijalno pogodnim za disanje.
„Na primer, pri potapanju u dubinu, na svakih 10 metara pritisak se povećava minimum za jednu atmosferu. Zbog toga se grudi i pluća grče i smanjuju toliko da više nisu u stanju da dišu. A ako se u plućima nalazi tečnost veće gustine koja uz to može lako da transportuje gas, pluća mogu da funkcionišu. U fluorougljenicima može da se rastvori kiseonik bez primesa azota, kog ima mnogo u vazduhu. Rastvaranje azota u tkivima je jedan od razloga zbog kojeg dolazi do dekompresione bolesti pri izranjanju na površinu“, nastavlja Majevski.
Kiseonik će u krv dolaziti iz tečnosti kojima su napunjena pluća. U ovoj tečnosti može da se rastvori ugljen-dioksid koji se transportuje putem krvi.
Princip disanja tečnosti je mehanizam koji je priroda podarila ribama. Njihove škrge propuštaju ogromnu količinu vode, i iz nje dobijaju rastvoreni kiseonik koji potom dospeva u krvotok. Čovek nema škrge, a čitava razmena gasova se odvija putem pluća, čija je ukupna površina gotovo 45 puta veća od površine tela. Kako bi se vazduh pokrenuo kroz pluća, mi udišemo i izdišemo uz pomoć mišića. Pošto su fluorougljenici gušći nego vazduh, disanje je otežano.
„Zato su naučnici izabrali upravo one fluorougljenike koji mogu da olakšaju rad mišića i da ne dozvole povrede pluća. Mnogo zavisi i od dužine procesa disanja tečnosti, i da li se to dešava nasilno ili spontano“, objašnjava naučnik.
„Pa ipak, suštinskih problema nema, čovek može da diše tečnost“, ističe Evgenij Majevski i podvlači da će tehnologija koju su osmislili ruski naučnici i prikazali tokom posete predsednika Vučića ući u praktičnu primenu u narednih nekoliko godina.
Od reanimacije do spasavanja posade podmornica
Početkom sedamdesetih godina prošlog veka „tečnost za disanje“ bila je zanimljiva sovjetskim naučnicima zahvaljujući Zoji Čapljiginoj, šefici laboratorije lenjingradskog Instituta za transfuziju. Ovaj institut je postao jedan od lidera projekta za stvaranje zamene za krv — „transportera“ kiseonika na osnovu emulzije perftorana i emulzije modifikovanog hemoglobina.
Posebno su se tokom ispitivanja istakli Feliks Belojarcev i Halid Hapij.
„U našim istraživanjima na sitnim životinja došli smo do zaključka da su njihova pluća bila značajno povređena posle eksperimenata, ali su životinje preživljavale“, podseća Majevski.
Sistem disanja uz pomoć tečnosti ispitivan je u Moskvi i Lenjingradu, na institutima čiji rad nosi oznaku „državna tajna“, stoga ni rezultati nisu uvek bili dostupni široj javnosti. Od 2008. godine slični eksperimenti se rade i na katedri za aerodinamiku Samarskog državnog fakulteta u okviru programa za tečno disanje u slučaju vanrednih situacija na podmornicama na velikim dubinama.
Fluorougljenici su organska jedinjenja koja sadrže samo atome ugljenika i fluora. Ova jedinjenja ne postoje u prirodi. Krajem 19. veka naučnici su pokušali da ih sintetišu, ali su zapravo uspeli tek posle Drugog svetskog rata, kada su ova jedinjenja bila neophodna za razvoj podmornica i čitave industrijske grane u vezi sa njima. U SSSR-u je proizvodnju ovih jedinjenja ustanovio akademik Ivan Kunjanc.
Spolja gledano, fluorougljenici izgledaju kao voda, ali su suštinski mnogo gušći. Oni ne reaguju sa alkalima i kiselinama, ne oksidišu i razlažu se na temperaturi više od 600 stepeni. Faktički, smatraju se hemijski inertnim jedinjenjima. Zahvaljujući ovim svojstvima, upotrebu su našli u reanimaciji i regenerativnoj medicini.
„Postoji operacija — bronhijalna lavaža — kada se pacijentu pod anestezijom ispira jedno, a potom i drugo plućno krilo. Početkom osamdesetih godina, volgogradski hirurg Savin i ja smo zaključili da se ovaj zahvat može mnogo uspešnije raditi uz primenu fluorougljenika u vidu emulzije“, navodi primer Majevski.
U Rusiji se danas vrše istraživanja ovih jedinjenja u okviru nekoliko naučnih ustanova.
