鱼只能在水中呼吸?人只能在陆上呼吸?没有这回事



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鱼只能在水中呼吸?人只能在陆上呼吸?没有这回事


鱼只能在水中呼吸?人只能在陆上呼吸?没有这回事 , 事实上鱼儿也能直接呼吸空气 , 而人类也可以在液体中呼吸 。
【鱼只能在水中呼吸?人只能在陆上呼吸?没有这回事】鱼儿的呼吸器官是鳃 , 而人类的呼吸器官是肺 , 看似大不相同 , 但它们都可以分别从液体和气体中获取氧气 。 鱼儿离开水会死亡 , 而死亡的原因就是窒息 , 但窒息的原因并不是无法从空气中获取氧气 , 而是鳃叶在离开水之后全部黏在了一起 , 无法有效地过滤空气并汲取氧气 。 当闷热的夏季来临 , 水中的含氧量会下降 , 所以鱼儿都会浮到水面大口大口地喘气 , 这就是在呼吸空气 , 可见鱼鳃是可以在空气中呼吸的 , 所以即便鱼儿离开了水 , 只要你能保证它的鱼鳃不会黏糊在一起 , 并提高空气在鱼鳃部位的流动速度 , 那么它便不会窒息而死 。

鱼儿能够直接呼吸空气 , 这不算稀奇 , 但如果说人类也能够在液体中呼吸 , 是不是就有些过分了?一点也不过分 , 人类的肺本来就可以从液体中汲取氧气 , 而关于液体呼吸的研究也早从20世纪50年代就开始了 。
人类为什么要研究液体呼吸法?这还要从潜水病说起 。 潜水是一项极具危险性的活动 , 其主要危险并非来自于神秘莫测的大海 , 而是来自于潜水本身 。 在潜水时 , 随着深度的增加 , 压力会随之增加 , 大概每下潜10米 , 就会增加1个标准大气压的压力 。 随着压力的升高 , 气体也会随之被压缩 。

在2个大气压的环境下呼吸 , 每呼吸一口 , 气体中所含的分子量就是水面上的2倍 , 而在3个大气压下 , 呼吸一次的气体分子量就是水面上的3倍 , 所以潜得越深 , 氧气消耗的速度就越快 。
大量的气体被吸入身体之后 , 会溶解在身体之中产生潜在的危害 , 如果氧气多了会引发脑中毒 , 氮气多了会造成氮麻醉 。 为什么还有氮气呢?因为人不能吸纯氧 , 即便是医院中的危重病人 , 吸氧浓度也不会超过50% , 所以必须用氮气稀释 。 高浓度的氮气进入身体后会溶解在体液中 , 在潜水员上浮的时候 , 由于压力降低 , 所以氮气会从体液中析出变为气泡 , 引起栓塞 , 这就是潜水病 。

所以潜水上浮的速度一定要慢 , 中途还必须停下来自由呼出被压缩的气体 。
这就决定了潜水艇一旦沉没 , 艇员是很难生还的 。 而如果潜水员使用液体来进行呼吸 , 而非使用气体呼吸 , 那么所有的问题就都不存在了 , 所以早在二战之前 , 关于液体呼吸的研究就已经被提了出来 , 但真正开始相关研究还是在20世纪50年代 。 最早使用的呼吸液体是含氧盐溶液 , 在约翰尼斯·克莱斯特拉博士的首次试验之中 , 实验动物在溶液中最长呼吸了一个小时 , 但最终还是死亡了 , 不过死亡的原因并不是窒息 , 而是酸中毒 , 也就是二氧化碳中毒 , 因为呼吸过程所产生的二氧化碳无法顺利排出 , 最终在体内堆积引起中毒 。

如果想要让呼吸过程产生的二氧化碳顺利排出 , 那么每分钟至少要有10升的呼吸液体流经肺部 , 这大大超越了人类肺部功能的极限 。
为了解决酸中毒的问题 , 美国研究者克拉克和戈兰将呼吸液体换成了全氟化碳 , 这种液体的密度是水的2倍 , 但黏度只有水的一半 , 所以其氧气和二氧化碳的存储量可以达到水的20倍 , 理论上可以保证呼吸过程中二氧化碳的顺利排出 。 后来克拉克和戈兰使用小鼠和狗进行了实验 , 在长达20小时的实验过程中没有一只动物出现不适 。 受到了克拉克和戈兰的启发 , 1969年到1975年之间 , 克莱斯特拉博士又对呼吸液进行了改良 , 并开始了人类实验 。

最先接受液体呼吸实验的是一位名为法尔克的美国海军潜水员 , 实验过程非常顺利 , 且没有出现任何不适 , 只是在实验过后清除肺部液体时除了一些问题 , 导致法尔克患上了肺炎 。
自此之后 , 关于液体呼吸的研究一直在不断推进 , 也进行过很多相关实验 , 不过实验者都表示长时间在液体中呼吸是非常费力的 , 甚至有人因为呼吸用力过猛而出现了扭伤和骨折 。 理论上 , 液体呼吸是可行的 , 不过距离正式应用还有一定的距离 。 液体呼吸的意义不仅在于潜水 , 也可以应用于医疗领域 , 对于很多肺部疾病而言 , 口服和注射给药远不如直接呼吸含药液体更加直接有效 。

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