人類可以像魚一樣呼吸液體麼?

在許多科幻電影或者在電視節目、書籍中,我們總是能夠能看到人在水下呼吸的情節。比如說DC鉅製《海王》。海王和魚一樣,能夠呼吸液體。那麼,你是否想過,其他人類有沒有可能在液體中呼吸呢?科幻小說的設想真的有可能實現嗎?

人類可以像魚一樣呼吸液體麼?

事實上,有可能實現,而且已經實現了。

可以呼吸的液體是什麼?

在進一步解釋之前,先來了解一下我們為何不能在水和牛奶等普通液體中呼吸。原因和這些物質與空氣之間的物理差異關係不大,主要是因為這些液體中無法溶解足夠的氧氣。我們的肺部會將空氣中的氧氣提取出來,而液體中所含的氧氣太少,無法從中提取出足夠的氧氣。不過,也有一些液體能夠像海綿吸水那樣吸收大量氧氣。

人類可以像魚一樣呼吸液體麼?

第一個有關液體呼吸的實驗記載是在20世紀60年代,實驗發現小鼠和大鼠能夠在高濃度溶解氧的鹽水溶液中呼吸。不幸的是,小鼠和大鼠在實驗中沒過多久就死亡了,因為即使溶液能夠傳送足夠的氧氣,但也不能及時除去它們體內的二氧化碳。時間一長,肺功能會遭到嚴重損害。

幾年後,科學家開始嘗試全氟碳化物(PFCs)液體——類似於氟利昂的液體。這種對臭氧層有害的液體能夠容易溶解氧和二氧化碳。首次實驗結果顯示,全氟碳化物液體比之前的含氧鹽水溶液好得多,小鼠基本能正常呼吸。

人類可以像魚一樣呼吸液體麼?

科學家進一步完善全氟化碳液體。目前,最知名的液體被稱為全氟溴烷,也被稱為新型攜氧溶液劑“LiquiVent”。LiquiVent是一種油性,透明的液體,密度是水的兩倍。 它可以攜帶比空氣多一倍的氧氣(每單位體積下)。氟化碳惰性強,對肺部脆弱的氣泡無毒害且沸點非常低,能夠容易地並快速地從肺中蒸發出去。這看上去似乎是不可思議的,科學家進行液體呼吸實驗主要是希望在醫學方面有進一步的突破,造福人類。

這個液體能為我們做什麼?

人們從這些早期動物實驗中學到了寶貴的一課。1989年,美國天普大學醫學院的醫生向三名患有嚴重的呼吸窘迫症,而且其它療法均無效的早產嬰兒的肺中注入了四氟化碳,而嬰兒們的情況的確有所改善。不過,這三名嬰兒最終還是全部夭折了。

人類可以像魚一樣呼吸液體麼?

七年之後,另一支團隊利用改進後的液體呼吸技術,在13名早產兒身上嘗試了全氟化碳液體通氣療法。原本這些早產兒能活下去的概率十分渺茫。結果,液體呼吸使大部分嬰兒的情況都得到了改善。簡單來說,早產嬰兒的肺部還沒有做好呼吸氣體的準備,而全氟化碳為它們鋪設了一座銜接羊水與外界空氣的橋樑。最終,在為時四個月的跟蹤治療中,共有八名嬰兒存活了下來。

全氟化碳液體是否有不利的一面?

人類可以像魚一樣呼吸液體麼?

全液呼吸有很多好處,實行起來的難點是每次呼吸時需要大量液體的排出與吸入,氧氣吸入速率與二氧化碳排出速率都會大幅下降。如果肺不能及時吸入和排出液體,就算全氟溴烷容易攜帶氧氣和二氧化碳也無力迴天。就像呼吸困難者失去呼吸機輔助後,將會面臨生命危險。經驗豐富的潛水員在這種液體下呼吸,不出幾分鐘就會疲憊萬分。

雖然通過技術上的輔助,人類或許可以做到在富氧液體中呼吸,但呼吸時間可能只有幾分鐘。然而,一切皆有可能。科學家正在努力探索新的液體,使人類也可以在液體中呼吸。


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