Можно ли дышать под водой с наполненными жидкостью легкими?

Как может быть устроена дыхательная система моих генно-инженерных людей, имеющих одну или две пары легких, одна из которых использует тактику жидкостного дыхания для дыхания под водой? (не жабры, как у ихтиандра, а легкие, наполненные специальной жидкостью, доставляющей кислород) Жидкостное дыхание предполагает наполнение легких жидкостью, насыщенной растворенным кислородом, которая поступает в кровоток. Наиболее подходящими для этой цели веществами являются перфторуглеродные соединения, хорошо растворяющие кислород и углекислый газ, обладающие низким поверхностным натяжением, обладающие высокой инертностью и не метаболизирующиеся в организме.

Так что с момента создания первых соответствующих жидкостей эта технология совершенствовалась и самое передовое решение на данный момент называется Perflubron или «Жидкость» (коммерческое название). Эта маслообразная прозрачная жидкость с плотностью, вдвое превышающей плотность воды, обладает многими полезными качествами: она может переносить в два раза больше кислорода, чем обычный воздух, имеет низкую температуру кипения, поэтому после употребления ее окончательное удаление из легких происходит путем испарения. . Альвеолы ​​под действием этой жидкости лучше раскрываются, и вещество получает доступ к их содержимому, это улучшает газообмен.

Короче говоря, как будет работать система жидкостного дыхания?

Примечание: если кто не понял, то я хочу создать биологически надежную систему, синтезирующую вышеуказанную жидкость естественным путем, подобно тому, как наш организм создает кровь или желудочный сок. А как насчет создания специального третьего легкого для хранения дыхательной жидкости, откуда она дренируется, если в ней нет необходимости?

Системы жидкостного дыхания действительно проходят испытания на практике. Ты ищешь фото или что? Найдите Иноливент. (Или вы хотите перенести проблему с того, как легкие извлекают кислород из воды, на то, как другой таинственный орган будет извлекать кислород из воды и переносить его в дыхательную жидкость?)
Нет, я хочу создать биологическую (природную) систему создания такой жидкости, то есть чтобы организм моих генно-модифицированных людей ее синтезировал и по возможности выводил/выводил, или, при необходимости, хранил в какой-то резервуар, вроде третьего легкого.
А, значит, вы хотите перенести проблему с легких на какой-то другой таинственный орган, который собирает кислород из воды и переносит в нее жидкость. (И вы также хотите перенести проблему вентиляции. Легкие не предназначены для перекачивания жидкостей, поэтому в экспериментах по жидкостному дыханию используются внешние вентиляторы.)
Да, мне нужно создать именно такую ​​систему, но нормальные легкие должны оставаться относительно целыми, чтобы можно было нормально дышать на суше.
Если вы добавляете новый орган, то почему бы не добавить жабры или что-то подобное, предназначенное для дыхания в воде?
@TimB Вот что я подумал, легкие очень приспособлены к дыханию на суше, и, изменив их, чтобы иметь возможность принимать воду, это только ухудшит способность поглощать воздух ... с другим более приспособленным органом, таким как жабры, это имело бы гораздо больше смысла , это было бы намного проще и не требовало бы чего-то вроде третьего легкого.
Жабры неэффективны в обеспечении энергией таких существ, как человек, и особенно его мозга.
Я не прошу вас менять конкретно наши легкие, которые нам на поверхности будут еще нужнее, чтобы дышать воздухом, как обычному человеку, я спрашиваю о том, как будет работать дыхательная система с подводным дыханием, работающая за счет этого любопытная жидкость. Решением может быть вторая пара легких, постоянно заполненная этой жидкостью и используемая только при погружении под воду. Просто опишите эту систему как можно точнее с биологической точки зрения.
Если бы существовал более эффективный способ дышать под водой, чем жабры, разве другие морские существа уже эволюционировали, чтобы иметь его? Если бы существа не могли эволюционировать, чтобы иметь такие дыхательные системы, как бы мы смогли найти решение, которое природа (на протяжении миллиардов лет) еще не создала?
-1 за то, что не выполнил тривиальный поиск в Google , прежде чем задать вопрос.
Не честно! Вопрос подразумевает биологическую способность создавать жидкость для жидкостного дыхания, а не что-то другое.

Ответы (2)

Я не уверен, что это было бы возможно из-за того, как работает дыхательная система, вероятно, придется внести больше изменений, чем просто в легкие, несбалансированное количество жидкости, поступающей в такие места, как сердце, может вызвать серьезные проблемы.

Проблемы с этим могут включать: отек легких, повреждение легких из-за большей нагрузки на легкие для перемещения жидкости, возможное случайное попадание жидкости в кровоток. Это состояние называется перикардиальным выпотом и может привести к перегрузке способности сердца эффективно перекачивать кровь.

Короче говоря, легкие были бы неэффективными и краткосрочными решениями для дыхательных жидкостей в лучшем случае даже с серьезными модификациями.

А как насчет создания специального третьего легкого для хранения дыхательной жидкости, откуда она дренируется, если в ней нет необходимости?
@ FrenchThompson3 Возможно, какой-то естественный резервуар для его хранения.
Опишите мне такую ​​систему.
У верблюдов горбы на спине заполнены жировой тканью, а не водой. Один грамм жира эквивалентен одному грамму воды при метаболизме, поэтому наверняка аналогичная система может существовать для жидкости... может быть, не горб, а какое-то место рядом с легкими, где мы могли бы поглощать и вытеснять жидкость с жиром, когда он пустой, таким образом, это будет многоцелевая система, чтобы внутри нас не было растущего и уменьшающегося органа. Это предотвратит износ и повреждение других окружающих органов, а также поможет сохранить жир. Единственная проблема, которую я вижу, это то, что это будет уязвимое место для удара или прокола.
Как можно откачать эту жидкость из легких, когда вы решили выйти на поверхность и дышать как обычный человек (как слить жидкость в свою емкость)?
Я не эксперт в этом вопросе, но, возможно, это будет медленный процесс (например, 3-5 минут), вашему телу, вероятно, понадобится какой-то способ сжать резервуар (например, мышцу), чтобы слить жидкость через какой-то клапан. как и в сердце, жир в основном остается и восстанавливается через связи с пищеварительной системой. Кроме того: если вам нужен более правильный с научной точки зрения ответ, я, вероятно, не смогу его вам дать, я просто использую некоторые идеи и исследования, чтобы дать общее представление о том, что, по моему мнению, может сработать.

Хранение вместо легких

Хотя я довольно хорошо разбираюсь в биологии, я ни в коем случае не эксперт, и дыхательные системы не являются моей областью. Тем не менее, я думаю, что могу предложить возможное решение. Я не буду вдаваться в жидкостное дыхание, так как думаю, что ваше конкретное жидкостное дыхание практически невозможно создать биологически.

Людям необходимо дышать почти постоянно. Частично это связано с нашими мышцами, которые представляют собой быструю форму мышц, требующих много энергии, то есть кислорода, при использовании. Второе — это наш мозг. Известно, что мозгу требуется много энергии, и он не способен ее хранить. Они очень уязвимы для повреждения, если питание или кислород не работают.

Вы говорите, что хотите дополнительное легкое или легкие. К сожалению, легкие занимают много места . Уменьшение нынешних легких создает огромные проблемы. Поскольку легкие дали меньший объем, вам нужно дышать быстрее. Дышать быстрее означает больше использовать мышцы, что потребляет больше кислорода. В этом случае вам нужно больше дышать. Для генетически модифицированных людей вы часто хотите, чтобы они имели доступ к большому количеству кислорода для своих задач, поэтому вы не хотели бы идти на компромисс с легкими. Хотя ваш вопрос, кажется, может немного справиться с этим, поскольку у вас может быть период подготовки, когда солдат в основном дышит и запасает кислород, поэтому они могут использовать жидкое легкое для обильного количества кислорода в случае необходимости.

Проблема здесь в том, что даже если в жидкости будет вдвое больше кислорода, у ваших солдат невероятно быстро закончится кислород. Как было сказано ранее, мы дышим почти постоянно, довольно быстро обновляя весь воздух в наших легких. Я думаю, что через минуту, а то и через две преимущества дополнительных (набора) легких исчезнут, не считая тех компромиссов, которые вы сделали с легкими. Преимущество очень низкое.

Природа постоянно нуждается в кислороде. Это означает, что если способ его хранения найден, природа часто (не всегда) предлагает наилучшие решения. Легкие дышащие под водой кажутся хорошим выбором. Глядя на китов и дельфинов, мы видим, что они хранят кислород только в большом количестве гемоглобина и миоглобина, которые просто находятся в мышцах и кровотоке. У них разные мышцы, поэтому для них это будет более эффективно.

Вы можете сделать дополнительные варианты хранения внутри тела, чтобы хранить дополнительный кислород с жидкостью, которую вы предлагаете. Карманы прямо под кожей, или если можно как-то использовать желудочки мозга для хранения кислорода по спинномозговой жидкости (что по моему профессиональному мнению невозможно), или выстилать большинство органов запасающей частью. Но опять же, количество кислорода, которое мы используем, настолько велико, что любое преимущество заключается в том, что стрессовые ситуации очень быстро исчезнут. В начале интенсивной задачи это может быть хорошо, но вскоре после этого вы остаетесь с органами, которые бесполезны, пока период отдыха не заполнит их снова.