Novákoviny

stránky publicisty Jana A. Nováka

Jde dýchat vodu a neutopit se?

voddych00

Kladný hrdina je uv?zn?ný v rakvi plné zvolna stoupající kapaliny. Padouch se sklání nad okénkem ve víku a chce znát tajemství, které mu dá ni?ivou moc. Hrdina - jak také jinak - ne?ekne a ne?ekne. A tak kapalina nakonec dosáhne jeho úst a za?ne d?sivá agonie. Jenže pak p?ichází ne?ekaný obrat: hrdina je sice utopený, p?esto ale s lehkým údivem zjiš?uje, že dál žije a dýchá...

Na první pohled jde o slabomyslnou zápletku bé?kového thrilleru - a opravdu to je scéna vzešlá z pera oblíbeného spisovatele Dana Browna v jeho zatím posledním románu The Lost Symbol. Jenže velkovýrobce bestseller? si v tomto p?ípad? v?bec nevymýšlí: dýchat kapaliny opravdu jde. Technologie se používá p?edevším ve zdravotnictví p?i záchran? nedonošených d?tí a lé?ení plicních chorob, nabízí ale také dosud netušené možnosti p?i potáp?ní do extrémních hloubek, v letectví a ?ad? dalších aplikací. A jaksi mimochodem z?ejm? i v tajných službách k ú?el?m, o nichž se na ve?ejnosti rad?ji p?íliš nemluví.

 

Případ Adrianny Mancini

Když na sobě Toni Mancini pocítila první příznaky nacházejícího porodu, ochromila ji hrůza. Snad každá nastávající matka ví, že dítě narozené v pátém měsíci těhotenství má jen malou šanci na přežití, tím méně pak na další normální vývoj. Plíce plodu jsou ještě špatně vyvinuté, hrozí nedostatek kyslíku v krevním oběhu, trvalé poškození mozku, zraku i dalších funkcí. Toni Mancini to věděla docela bezpečně - byla totiž zdravotní sestrou na porodním oddělení dětské nemocnice ve Philadelphii. A její porod začal čtyři měsíce před stanoveným termínem.

voddych5ax

Dítě, které se narodilo 9. března 1994, vážilo jen necelých 900 gramů. Mělo popelavě šedou kůži, téměř nepostřehnutelný puls a selhávaly mu základní životní funkce. Lékaři dávali jen pětiprocentní šanci na přežití. Praktikující katolička Toni nechala dceru okamžitě pokřtít, přesto ale doufala, že bude žít.

 

obr: Už v 60. letech pokusy na zvířatech prokázaly, že kapaliny dýchat lze. 

 

Lékaři k případu přizvali Thomase Shaffera z Tempel University ve Philadelphii, který navrhl šokující řešení: malou Adriannu utopí. Přesněji řečeno, zaplaví její plíce speciální kapalinou, která usnadní přechod kyslíku do krve. Doktor Shaffer věděl, že nedávno se na trh dostala tekutina s obchodním názvem perflubron, v níž se dobře rozpouštěl kyslík a kterou bylo možné dýchat. Pro Adriannu to znamenalo nejen šanci na přežití, ale především na plnohodnotný život.

Experiment se vydařil. Adrianna po narození prošla normálním vývojem, pozdější testy dokonce ukázaly, že je v mnoha ohledech nadprůměrně nadaná. Novináři ji obvykle popisovali jako poněkud plachou dívku se zálibou v počítačích.

Od té doby dýchání kapaliny zachránilo tisíce předčasně narozených dětí. Uplatňuje se i při léčbě dospělých - při plicních chorobách, otravách plyny, zraněních, popáleninách, selháních oběhového systému a podobně. Přesto se tato metoda příliš nerozšířila a mnohými lékaři je dodnes považována za kontroverzní. Především proto, že nejsou přesně zmapované možné vedlejší důsledky. A tak se stále hledají cesty, jak ji zdokonalit.

"Pro léčebné účely se dnes používá především dýchání aerosolu, kdy perflubron je smíchán v podobě mikroskopických kapiček se vzduchem," upřesnil nedávno pro server CentralScience Thomas Shaffer, který se tímto problémem stále zabývá.

 

Obojživelná myš

Když roku 1994 dr. Shaffer vyděšené Toni Mancini vysvětloval, v čem naděje pro Adrianu spočívá, připomněl jí úspěšný film The Abyss režiséra Jamese Camerona, který se později proslavil především Titanicem. V The Abyss hlavní hrdina pracuje na podmořské stanici ohrožené podivnými jevy přicházejícími z hloubek, které jsou pro potápěče s běžným vybavením nedosažitelné. Použije proto nově vyvinutý skafandr, v němž dýchá kapalinu a pobyt v hlubině přežije.

voddych04x

 

obr: Použitím skafandru, v němž potápěč dýchá vodu, vrcholí děj filmu Propast (The Abyss) Jamese Camerona. Režisér přitom vycházel z vědeckých faktů.

 

Cameron přitom - na rozdíl od jiných tvůrců podobných děl - důsledně vycházel z vědeckých poznatků. Největším problém potápěčů ve velkých hloubkách opravdu představuje skutečnost, že člověk tu dýchá stlačený plyn. Většina tkání je sice nestlačitelná, ale právě plíce ne. Aby tlak člověku nerozdrtila hrudník, musí dýchat směs plynů pod stejným tlakem, jaký má okolní voda. Jenže prakticky všechny plyny (včetně životadárného kyslíku) jsou pod tlakem jedovaté. Proč by ale plíce nemohly dýchat nestlačitelnou vodu stejně jako rybí žábry, když pracují na úplně stejném principu?

Už v 60. letech minulého století se touto myšlenkou zabýval Johannes S. Kylstra z univerzity v holandském Leydenu. Nechával myši dýchat vodu obohacenou rozpuštěným kyslíkem a zaznamenal při tom částečný úspěch. Pokusná zvířata přežívala až 18 hodin, avšak poté hynula. Ukázalo se, že příčinou smrti bylo pozvolné hromadění oxidu uhličitého v těle. Kromě toho voda poškozovala plíce, způsobovala záněty a její velký odpor vedl k únavě a selhávání krevního oběhu.

 

Kapalina, v níž se nejde utopit

voddyc06

obr: Průkopník pokusů s dýcháním kapalin Leland C. Clark

 

Přibližně v téže době dr. Leland C. Clark zjistil, že kyslík i oxid uhličitý se mnohem lépe rozpouštějí v kapalných fluorkarbonátech, mezi něž patří třeba i známý freon. Doba přežití zvířat při Clarkových pokusech činila i několik týdnů. Zkušeností rychle přibývalo a na počátku 90. let už kapaliny na bázi kyslíkem obohacených fluorkarbonátů dýchali i psi, které se po několika hodinách zase podařilo převést zpět na dýchání vzduchu. Detailní vyšetření neprokázala žádné poškození plic. Na základě těchto výsledků pak vznikl již zmíněný perflubron - látka, která zachránila život čerstvě narozené Adrianně Mancini a mnoha dalším dětem.

Pelflubron by ale mohl zachraňovat dětské životy i jinak. Objevil se návrh plnit jím školní bazény, což by zabránilo mnoha tragickým nehodám při plaveckém výcviku - ve fluorkarbonátech sycených kyslíkem se prakticky nelze utopit. Protože jsou těžší než voda, poskytovaly by navíc zajímavý plavecký zážitek.

 

Přísně tajné

"Jak hluboko se s tím dá jít?" ptá se jedna z postav filmu The Abyss nad skafandrem používajícím perflubron.

"Hluboko," zní lakonická odpověď.

voddych01

 

obr: Dýchání kapalin by mohlo posunout hranice možností hlubinných potápěčů.

Kresba: NOAA

 

Jak přesně, to zatím nejspíš nikdo neví. A pokud ví, tak nepoví, protože jde o údaj mimořádného strategického významu. Nejen pro potápěče. Plíce patří k orgánům, které jsou velmi náchylné k poškození také při přetížení - například u pilotů stíhacích letadel. Kdyby byly naplněné kapalinou, odolnost člověka v kokpitu by stoupla možná i více než dvojnásobně. Stíhací stroj by pak byl mohl provádět manévry, které by protivníka asi dost nepříjemně překvapily.

A pak je tu ještě možnost, kterou ve svém románu použil Dan Brown: dýchání kapalin jako prostředek psychického teroru. V Brownově podání má metoda blízko k mučení používanému například na Guantanamu při výsleších teroristů a známou jako waterboarding. Umístění člověka do "rakve" s perflubromem, jak to předvedl padouch Malakh v románu Lost Symbol, je vlastně jen dovedení wateboardingu k absolutní dokonalosti.

Příznivci konspiračních teorií ale věří, že tajné služby mají i sofistikovanější metody. Totální "utopení" v upraveném perflubronu má údajně navozovat stavy podobné tomu, v jakém se nachází embryo před porodem a tím uvolňovat mozek k nevídaným výkonům.

"Nedá se to úplně vyloučit," připouští Thomas Shaffer. "Takových efektů by se dalo docílit například vhodnou teplotou kapaliny, přidáváním drog a podobně. Mrzí mě ale, že díky Brownovu románu teď bude veřejnost metodu vnímat hlavně jako prostředek ovlivňování psychiky. Ve skutečnosti je dýchání kapalin užitečná věc, která už pomohla mnoha lidem."

 

 Jan A. Novák

Psáno pro Hospodářské noviny

 

přílohové texty

Proč nemůžeme dýchat vodu jako ryby

voddych03

Plíce a žábry pracují na stejném principu - jde o polopropustnou membránu umožňující výměnu plynů mezi krví a okolím. Rozdíl je v tom, že u ryb je na obou stran membrány kapalina (krev - voda), u nás je na jedné straně plyn (krev - vzduch). Vzduch obsahuje přibližně 20 procent kyslíku, naproti tomu ve vodě je ho rozpuštěno 15krát až 20krát méně. Organismus vodních tvorů je energeticky nenáročný, zatímco pro náš metabolismus by toto množství nestačilo.

Od větších hloubek by sice bylo možné vodu pod vysokým tlakem kyslíkem sytit uměle, zůstávají však další problémy. Voda je mnohem hustší než vzduch a naše dýchací svaly by dlouhodobě takovou zátěž nevydržely. Navíc poškozuje sliznice, způsobuje otok plic a záněty, nečistoty v ní by vedly k infekcím. Proto je při dýchání nahrazována kapalinami na bázi fluorkarbonátů.

 

Co je perflubron

Perflubron (nebo také LiquiVent) je obchodní název pro perfluooctyl bromid - kapalinu na bázi fluorkarbonátů, která je přibližně dvakrát hustší než voda. Je možné v něm za běžného atmosférického tlaku rozpustit víc kyslíku, oxidu uhličitého a dalších plynů, než kolik se ho nachází ve stejném objemu vzduchu. Podporuje proto výměnu plynů v plicích i při jejich nedostatečné funkci, dopravu účinných látek do poškozených plic, lepší odvod zplodin látkové výměny atd. Díky dalším vlastnostem se používá také v očním lékařství, jako kontrastní látka při vyšetřeních za pomoci magnetické resonance, při vývoji umělé krve a v řadě dalších aplikací.

 

Kam míří dýchání kapalin v medicíně

Snahou současného výzkumu je především odstranit vedlejší důsledky dýchání kapalin. Velkým problémem při úplném zaplavení plic (TLV - Total Liquid Ventilation), například ve skafandrech pro velké hloubky je vysoká vyskozita kapaliny. U těchto systémů se proto počítá s nuceným oběhem dýchané kapaliny za pomoci speciálních čerpadel.

Na rozdíl od potápěčských aplikací v medicíně nejsou pacienti v perflubronu "topeni", ale dýchací kapalina je do plic zaváděna pomocí intubace - tedy stejně, jako dýchají pacienti v narkóze. Pro odstranění vedlejších účinků se také stále častěji používá částečné dýchání kapaliny (PLV - Partial Liquid Ventilation). Perflubron je přitom zaváděn inkubací jen do části plic, nebo v podobě par či aerosolu.

Přidat komentář


Bezpečnostní kód
Obnovit

Ze stejného soudku

 
Joomla Templates: by JoomlaShack.com