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人类可以呼吸液体吗?

2019-08-28 11:35:23  来源:新浪科技

北京时间8月28日消息,据国外媒体报道,空气约含有78%的氮气、21%的氧气和1%的氩气,在你的一生中,这种生命必不可缺的混合物会被你吸入和吐出高达6亿多次,赶紧抱抱你身边的空气,好好感谢一下它们吧。

但你是否想过,人类有没有可能在液体中呼吸呢?科幻小说经常对这种可能性进行刻画,最著名的当属卡梅隆的电影《深渊》中的情节,但这种设想真的有可能实现吗?

事实上,有可能实现,而且已经实现了。

在进一步解释之前,先来了解一下我们为何不能在水和牛奶等普通液体中呼吸。原因和这些物质与空气之间的物理差异关系不大,主要是因为这些液体中无法溶解足够的氧气。我们的肺部会将空气中的氧气提取出来,而液体中所含的氧气太少,无法从中提取出足够的氧气。不过,也有一些液体能够像海绵吸水那样吸收大量氧气。

关于呼吸液体的研究早在20世纪初就开始了,但一直到上世纪40年代的“曼哈顿项目”期间、人们首次合成了四氟化碳之后,相关研究才开始快速发展。科学家当时正在寻找能够承受铀化合物辐射的物质,结果无意中发现了四氟化碳。这种物质仅由碳和铀构成,不易发生化学反应,无色无味,也不会对人体造成明显伤害,更重要的是,气体在其中的溶解度极高,能够吸收的氧气和二氧化碳比血液还要多。

这令科学家想到,动物能否在四氟化碳中呼吸呢?在探索这种可能性的早期实验中,研究人员将小鼠和猫浸没在四氟化碳中,结果发现它们能顺利存活数周之久。不过,由于长期呼吸这种液体,这些动物的肺部都受到了损伤。这可能是因为它们在四氟化碳中无法有效呼气,因此排出二氧化碳的能力受到了破坏。后续研究发现,要想解决这些副作用,必须利用机械通气,即用机器帮助动物吸入和呼出这种密度较高的液体,才能使二氧化碳及时排出体外。

人们从这些早期动物实验中学到了宝贵的一课。1989年,美国天普大学医学院的医生们想到,能否用液体呼吸帮助那些患有严重的呼吸窘迫症而且其它疗法均无效的早产儿呢?他们向三名受试婴儿的肺中注入了四氟化碳,而婴儿们的情况的确有所改善。不过,这三名婴儿最终还是全部夭折了。

七年之后,另一支团队利用改进后的液体呼吸技术,在13名早产儿身上尝试了四氟化碳液体通气疗法。这些早产儿同样患有严重的呼吸窘迫,能活下去的概率十分渺茫。结果,液体呼吸使大部分婴儿的情况都得到了改善,可能是通过稳定肺泡、降低肺中的表面张力实现的。简单来说,早产婴儿的肺部还没有做好呼吸气体的准备,而四氟化碳为它们铺设了一座衔接羊水与外界空气的桥梁。最终,在为时四个月的跟踪治疗中,共有八名婴儿存活了下来。

此外,液体通气还在成年肺部疾病患者身上取得了成功尝试。

现在我们已经知道了人类可以呼吸四氟化碳,但问题是,我们为什么要这么做呢?除了稳定新生儿的肺部情况之外,我们并未在医学实验中发现其它明显的好处,也许液体呼吸可以帮助深潜员避免减压症、或是防止加速度对宇航员肺部造成伤害,但四氟化碳对这两种应用都不合适,因此科学家还需要发明一种新型液体介质。此外还要用特制的机械通气设备进行液体循环,以满足正常的氧气与二氧化碳交换。

简而言之,呼吸液体是有可能实现的,但千万不要仅仅为了在聚会上给朋友们留下深刻印象、就尝试这么做哦。(叶子)

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