ГЛАВА IX. МОЖНО ЛИ ДЫШАТЬ... ВОДОЙ!

Выступая на Лондонском конгрессе подводников, Кусто высказал мысль о том, что уже в скором времени красивая сказка о человеке-рыбе Ихтиандре сможет стать былью. По мнению Кусто, гомо акватикус - подводный человек - не будет нуждаться в воздухе или в искусственных дыхательных смесях. Его легкие заполнит жидкий несжимаемый пластик, а кислород, необходимый организму, он сможет извлекать из воды с помощью искусственных жабр.

Проблема создания портативной автономной системы искусственного газообмена, своего рода «внешнего» круга кровообращения, принципиально разрешима для животного организма, обитающего в воздушной среде. Для современной науки и техники такая задача окажется посильной, по-видимому, уже в самом ближайшем будущем. Но приведет ли это, как предположил Кусто, к появлению на Земле новой человеческой расы - расы подводных людей, постоянно живущих в океане? Ответ на данный вопрос может быть только отрицательным.

Перестройка организма с помощью хирургического вмешательства - устранение легких как органа дыхания и вживление искусственных жабр - отрежет подводному человеку путь назад, на земную поверхность, навсегда вырвет его из привычной среды. Человек-рыба, лишенный возможности постоянного общения с людьми, перестанет быть человеком. Тем не менее путь создания автономной системы искусственного газообмена для животного организма не следует безоговорочно отвергать как заведомо неприемлемый. Быть может, в будущем удастся создать такую аппаратуру, которая позволит организму беспрепятственно дышать и воздухом и с помощью искусственных жабр. Пока это только фантастика.

Как оказалось, легочная ткань млекопитающих, подобно жабрам рыб, сама обладает способностью при определенных условиях извлекать из воды растворенный в ней кислород в достаточном для снабжения организма количестве. На палубе спасательного судна «Цербер» нидерландского ВМФ долгое время жила знаменитая собака - первый в мире пес, который дышал водой в течение получаса и остался живым! Это уже не фантастика, а реальность. Достичь такого успеха удалось голландскому физиологу профессору Лейденского университета доктору Кильстра.

Известно, что просто погруженные в воду млекопитающие быстро погибают. Вода, заполняющая их легкие, не в состоянии обеспечить организм нужным количеством кислорода. Иногда при утоплении легкие даже не заполняются водой: попадание первых же капель на нервные окончания верхних дыхательных путей вызывает сильнейший защитный рефлекс, выражающийся в спазме мышц гортани и рефлекторной остановке дыхания. Для того чтобы преодолеть это препятствие, подопытных животных приходилось подвергать анестезии.

Первые же опыты доктора Кильстра с новорожденными крысятами принесли успех: животные сохраняли признаки жизни в течение 34 мин. после погружения в воду даже при нормальном атмосферном давлении. Но, как выяснилось, эта способность дышать водой с возрастом быстро утрачивается. По мнению Кильстра, удача опытов с крысятами была обусловлена устойчивостью организмов новорожденных к гипоксии - кислородному голоданию.

При переходе к экспериментам со взрослыми особями потребовалось создать новое оборудование, с тем чтобы животное, дышащее водой, могло находиться под большим давлением: это обеспечило бы достаточное для дыхания количество растворенного в воде кислорода.

Специальная камера, спроектированная исследователями, состояла из двух частей: в нижний отсек заливалась вода, а в верхний подавался под давлением кислород. После получасовой выдержки вода в достаточной степени насыщалась растворенным кислородом и в камеру вводили подопытное животное - крысу или мышь. Для того чтобы оно не всплывало на поверхность, поперек камеры натягивалась проволочная сетка, отделявшая его от газовой подушки над водой.

Проведенные в камере опыты показали, что первые 20-30 мин. животные чувствуют себя удовлетворительно, дыша водой как воздухом, но затем в их организме наступают изменения, вызванные вымыванием солей из плазмы крови. Кильстра заменил воду раствором, близким по составу к солевому составу крови (был создан так называемый «солевой буфер»), и животные стали сохранять активное состояние в течение шести часов. И это при давлении до 100 атм!С увеличением давления в камере до 160 атм мыши впадали в состояние, подобное наркозу, но ритмичные дыхательные движения все же сохранялись.

Однако благополучно заканчивалась только первая часть опытов. Кильстра научился переводить животных из обычной газовой атмосферы в жидкую среду, обогащенную кислородом. Обратный переход оказался более сложным: мыши и крысы погибали. «Ирония судьбы, - пишет Кильстра, - возвращение из воды в воздух сложнее, чем переход на дыхание водой.» Из-за малых размеров подопытных животных причину затруднений выяснить не удавалось, и исследователи приступили к серии экспериментов с собаками.

Старая камера для этих целей уже не годилась, и опыты пришлось перенести в барокамеру, в которой могли расположиться экспериментаторы, дышащие воздухом, и подопытное животное. На чисто вымытой собаке сбривалась шерсть, ее анестезировали, вводили ей пенициллин и синтомицин. Подготовленное таким образом животное укладывалось на поднос, установленный в барокамере над чаном с раствором, и накрывалось прозрачным пластиковым мешком. Давление в камере поднималось до 5 ата, сквозь воду некоторое время пропускался кислород, а затем поднос с собакой погружали в чан.

Шесть собак прожили в этом чане, дыша солевым раствором, от 23 до 38 мин. Одна из этих собак и стала впоследствии любимицей и своеобразным талисманом экипажа «Цербера», другая, дышавшая водой в течении 27 мин., принесла через некоторое время вполне здоровых щенят.

Опыты на собаках позволили объяснить причину частой гибели животных при переводе их с дыхания водой на дыхание обычным воздухом. Когда животное извлекают из воды и осушают его легкие механическим путем, отсасывая из них жидкость, немного воды неминуемо остается в альвеолах и мелких, бронхах. Пока остатки воды не рассосутся в организме, а это длится обычно несколько часов, газообмен затруднен настолько, что животное может погибнуть. Даже вдыхание чистого кислорода помогает далеко не всегда.

При погружении в воду картина аналогичная: в альвеолах и бронхах остаются пузырьки азота, препятствующие эффективному контакту жидкости с легочной тканью. Однако эти пузырьки быстро поглощаются в организме и растворяются в воде, не вызывая особых осложнений.

Итак, можно считать доказанным, что при давлении в несколько атмосфер млекопитающие способны дышать некоторое время жидкостью специального состава, близкого к солевому составу плазмы крови. Какие же перспективы открывает перед наукой это до недавних пор еще совершенно неизвестное свойство организма млекопитающих?

Погружаясь под воду, человек вынужден брать с собой запас кислорода для дыхания. Ввиду того, что с ростом давления у кислорода появляются отравляющие свойства, его процентное содержание в дыхательной смеси должно уменьшаться, причем на глубинах свыше 200-250 м допустимое количество составит уже менее 1%.

Необходимое, к сожалению, присутствие в смеси «разжижителей» кислорода - газов, не участвующих непосредственно в процессе газообмена, чревато для человека плачевными последствиями. Во-первых, с ростом давления эти «инертные» газы начинают, как правило, оказывать отравляющее воздействие на организм (будь то азот, гелий или водород). Токсичность одних газов уже хорошо известна, токсичность других пока только предполагается как препятствие к проникновению на очень большие глубины. Второе неприятное следствие действия «разжижителей» - невозможность свободного перемещения по вертикали. Быстрый подъем из глубины без специальных защитных средств (камер-лифтов) приведет человека к неминуемой гибели от декомпрессионной болезни.

В случае использования для дыхания жидкой среды как носителя необходимого количества кислорода, растворенного в пей под давлением, исчезнет опасность отравления организма «инертными» газами и возможность декомпрессиошюго заболевания. Барьер глубины и барьер времени, по-видимому, просто перестанут существовать.

Разумеется, переход от опытов с животными, дышавшими водой в лабораторных условиях с применением искусственного обогащения жидкости кислородом и «соляного буфера», к опытам в море с участием человека, который будет дышать водой, - проблема пока не реальная. Так же далек от практической реализации и путь, основанный на создании автономной системы искусственного газообмена.

Шестидесятые годы нашего столетия ознаменовались рядом крупных достижений в деле освоения человечеством глубин Мирового океана. Непосредственное проникновение человека па морское дно представляется наиболее реальным, доступным и депкмшм способом изучения и последующего хозяйственного использования богатств континентального шельфа. Искусственные газовые смеси и «эффект насыщения» делают доступной для сухопутного человека практически любую точку шельфа и даже начало материкового склона. Бурно развивающиеся исследовательские работы, по всей вероятности, позволят вскоре проложить дорогу до фантастических глубин - 300, 400 и более метро и!

Станет ли когда-нибудь дно океана постоянным местом жительства человека? Сейчас трудно ответить на этот вопрос прямо. Человеку есть что делан, па морском дне, к тому же физиологические возможности его организма и новейшие технические достижения смогут обеспечить ему длительное и продуктивное пребывание на больших глубинах. Пока нет особой необходимости переселяться на морское дно. В обозримом будущем дно океана будет лишь рабочим местом человека, а не местом его постоянного жительства.

Однако если почему-либо человеку потребуется не только трудиться, но и жить под водой, он сумеет добиться и этого - тому порукой вся история человеческой цивилизации!