в) искусственные мембраны доктора У. Л. Робба для почек, которые он пытался приспособить к подводному дыханию.

И наконец, два проекта будущего двух по-своему гениальных людей:

г) homo aquaticus командора Жака Кусто;

д) батинавт доктора Эмиля Гвиллерма.

Лейденский университет, Соединенные Штаты Америки, 1961. В своей лаборатории молодой доктор Джон А. Килстра поместил белую мышь в герметически закрытую ванночку наподобие маленького гипербарокессона, частично заполненную водой. Затем под давлением стал закачивать туда кислород.

При нормальном атмосферном давлении (1 кг на 1 см²) морская вода содержит 7 мл кислорода в 1 л: рыбы, снабженные жабрами, отлично им дышат. Для дыхания млекопитающего в жидкой среде необходимо, чтобы это соотношение составило 200 мл на 1 л. Сделать это возможно, только значительно повысив давление, вот для чего необходим гипербарокессон. И еще существует масса технических проблем, о них мы говорить не будем. А что же мышь? Помещенная в новую среду, она сначала отчаянно пытается подняться на поверхность, но затем успокаивается, начинает дышать раствором и в конце концов становится настоящим водным животным. По различным причинам, которые надо было бы слишком долго здесь анализировать, мышь не живет обычно больше восемнадцати часов. А это уже огромный успех. Одна из основных причин смерти — высокая вязкость воды, которая в 36 раз больше вязкости воздуха, что вынуждает мышь расходовать в 36 раз больше энергии, чтобы освободиться от воды во время выдоха. Кроме того, от нее требуется вдохнуть и выдохнуть двойное по сравнению с воздухом количество воды для удаления избытка углекислого газа, хотя он и был частично кондиционирован в жидкости благодаря фармацевтической добавке, о которой еще услышат будущие экспериментаторы и которая может продлить время апноэ, снижая действие CO₂ на организм. Речь идет о ТНАМ (тринитрокси-метил аминометан, продукт-пробка органического происхождения). Все эти усилия требуют от мышей огромных затрат энергии, в 60 раз больших, чем на воздухе.

Затем проблема осмоса. Мы говорили в главе “Океан в человеке” об определенном сходстве между кровью и морской водой. Однако кровь богаче хлором, натрием, различными ионами, органическими кислотами, протеином и т. д. Необходимо, следовательно, сделать этот раствор для дыхания изотоническим (имеющий одинаково осмотическое давление) по отношению к крови, т. е. обогатить его хлористым натрием до концентрации 9 на 1000.

Для простоты дела доктор Килстра снизил температуру воды до 20° (температура мыши — 40°), что привело к замедлению у животного основного метаболизма и уменьшению его потребности в кислороде.

Но ни одна мышь не прожила больше восемнадцати часов.

Через несколько лет Килстра предпринял в лаборатории Университета Дархема в Северной Каролине новые эксперименты подобного рода, но на этот раз на собаках. Особая система позволяла животному, помещенному в гипербарический кессон под давлением 5 атмосфер (6 кг на 1 см²), дышать с минимальным усилием, чего не могла сделать мышь. Физиологический раствор с помощью резиновой трубки проникал непосредственно в легкие и так же выводился из них. Температура собаки снижалась с 40 до 32°. Точность химического состава жидкости, которой она дышала, легко контролировалась. В конце эксперимента легкие освобождались от раствора с помощью вводимого под давлением кислорода. Обычно выживала одна собака из каждых четырех. Но в любом случае, мышь это или собака, животное умирает, если эксперимент продолжается слишком долго, потому что легкие — это не жабры и при дыхании жидкостью не удается с достаточной быстротой удалять избыток CO₂ — Увеличение его требует новых порций O₂, процесс адсорбции которого ускоряется, повышая, следовательно, опять содержание CO₂, и так далее до достижения в конце концов критической концентрации, приводящей к отравлению организма. Порочный этот круг неумолимо ведет к смерти.

Так ли уж необходимо продолжать убивать бедных животных?

В главе “Океан в человеке” мы уже видели, как человеческий зародыш вчерне, в виде спазм, делает дыхательные движения, пока его легкие находятся в “коротком замыкании”, говоря языком ученого Боталло. Зародыш получает кислород из крови, поступающей через пуповину, связывающую его с материнской плацентой. Конечно же он “дышит” этой амниотической жидкостью, в которую полностью погружен. И в случае некоторых сложных родов, когда младенец не может быть извлечен немедленно, он в конце концов начнет “по-настоящему” дышать амниотической жидкостью в утробе матери, не умирая (при этом “дыхание” будет набирать силу постепенно, иначе легочные альвеолы могут взорваться).

Вот такие соображения и заставили думать Килстру, что дыхание жидкостями для млекопитающих и, может быть, для человека — процесс не такой уж невозможный.

Доктора Ч. В. Паганелли, X. Рейтон и тот же Килстра попытались сконструировать что-то наподобие комбинации жабр и легких. Было выведено большое число уравнений, формул, сделано много выводов, чтобы прийти к заключению, что структура жабр гораздо сложнее структуры легочных альвеол в том, что касается газового обмена в воде. Все-таки некоторые ученые, убежденные, что предком человека была не обезьяна, а рыба, будут продолжать поиски методов, которые позволят человеку по его собственному усмотрению переключаться с легочного дыхания на водное. Один американский ныряльщик даже предоставил и распоряжение ученых одно свое легкое для экспериментов, подобных тем, что были сделаны на собаках. Физиологический раствор вводился в легкое и выходил из него таким же образом. Все прошло наиотличнейше, и легкое затем было высушено струей чистого кислорода: через восемь часов оно уже функционировало нормально.

Я никогда больше не слышал об этом эксперименте. Если бы он был реализован успешно сразу на двух человеческих легких, мы бы об этом узнали.

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.

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.