Acabo de ver una pregunta reciente de física que mencionaba la respiración líquida (de la que nunca había oído hablar antes) y comencé a preguntarme sobre sus efectos a largo plazo. Imaginemos que una persona se sometió a respiración líquida por alguna extraña razón (vea la página de Wikipedia para algunos principiantes) durante mucho tiempo, tal vez un mes. ¿Qué les empezaría a pasar? ¿Algún efecto sería reversible?
Esta es una pregunta muy interesante. Las ideas detrás de esto han existido por un tiempo y los métodos se tratan con gran detalle en otro lugar.
La respuesta general a la pregunta hipotética es bastante sorprendente. En realidad, puede haber beneficios potenciales para la ventilación líquida perpetua para personas con ciertas enfermedades. Hasta el momento, los ensayos no han encontrado efectos secundarios en la respiración de líquidos de fluorocarbono.
Entonces, hablemos sobre la historia de la respiración líquida y los estudios de casos, luego pasaremos a la situación hipotética de la respiración líquida indefinidamente.
Una gran revisión (Shaffer et al , 1992) cubre el campo en gran profundidad.
@MCM señaló en los comentarios que mi respuesta original no enfatizaba que los diafragmas de los animales no son lo suficientemente poderosos para mover el líquido dentro y fuera de los pulmones. Debo mencionar ahora que todos los casos a continuación usan ventiladores para bombear el líquido dentro y fuera de los pulmones. David Blaine enfatiza la dificultad de respirar esto sin un ventilador en el minuto 4:54 de esta charla de TED, quien dijo que era como tratar de respirar con un elefante parado sobre el pecho.
Ya en la década de 1920, la investigación de gases venenosos que condujo al infame gas mostaza descubrió que los pulmones podían tolerar grandes cantidades de solución salina brevemente sin sufrir daños.
Kylstra, el primer pionero en introducir la idea de que los animales terrestres respiraran líquidos (Kylstra et al., 1962), descubrió que los ratones podían soportar 4 horas a 160 atmósferas de presión.
Clark descubrió que los ratones y las ratas podían respirar aceites de silicona con burbujas de oxígeno y sobrevivir unas pocas horas después de la emersión.
En 1965, descubrió que el fluorocarbono conocido como FC75 no solo favorecía la respiración durante la inmersión total, sino que los ratones sobrevivían indefinidamente aparentemente con buena salud.
El estudio más reciente que puedo encontrar es el uso parcial de ventilación con líquido de fluorocarbono en el síndrome de dificultad respiratoria del adulto (SDRA) de conejos. No se observaron las mismas mejoras en la respiración en la respiración con líquido salino o en los ventiladores convencionales.
En humanos, los PFC se utilizaron con éxito por primera vez en 1989 para la ventilación de bebés pequeños al borde de la muerte.
En los tres pacientes se observó una marcada mejoría en la distensibilidad pulmonar, sin comprometer el estado cardiovascular.
Los tres bebés murieron a causa de sus graves complicaciones respiratorias preexistentes, pero el ensayo mostró que la respiración líquida puede ayudar al intercambio de gases en humanos. Sin embargo, los pulmones en desarrollo de los bebés no pueden depender de ventiladores mecánicos durante períodos prolongados, ya que casi una cuarta parte de los bebés prematuros de los que lo hacen desarrollaron posteriormente problemas respiratorios crónicos.
Hay algunos investigadores y médicos que creen que la ventilación con líquido de fluorocarbono tiene algunas ventajas sobre la ventilación con gas. Reduce el estrés en el área de tensión superficial interfacial en el pulmón afectado y deficiente en surfactante. Esto sería ideal y apropiado para SDRA en humanos adultos. Un uso más sofisticado sería usar fluorocarbonos como un sistema de administración de medicamentos directamente al tejido pulmonar dañado.
(Todo lo anterior se puede encontrar en la revisión de 1992. También hay datos sobre las diferentes propiedades de los FC adecuados)
¿Es posible la respiración líquida perpetua? ...¿Y saludable?
Así que aquí es donde nos encontramos con los estudios de casos; los ratones pueden respirar líquidos indefinidamente y mantenerse en buen estado de salud, los conejos con ARDS sobreviven donde el gas respirable no ayudaría, y existe una contingencia en la comunidad biomédica de que puede ser mejor que la ventilación con gas para el tratamiento médico. A mí me parece que no hay nada que sugiera que un adulto adulto sufriría por respirar líquidos. La inercia de los fluorocarbonos implica que cualquier toxicidad solo se revelaría en una escala de tiempo de años, y todo lo demás sobre los compuestos no representa ningún peligro y puede facilitar la transferencia de gas a través de los pulmones.
Este éxito relativamente modesto quizás no sea una sorpresa. La interfaz de intercambio de nuestros pulmones se basa en una mucosa (líquido) para que los gases puedan penetrar el tejido pulmonar. Ampliar esa idea ciertamente no debería descartar la posibilidad de respiración líquida.
El mayor inconveniente, además del costo de un experimento a largo plazo y la dependencia de un ventilador mecánico, es que se trata de estudios de casos de éxito muy pequeños. Dada la gran cantidad de incógnitas (particularmente para estudios a largo plazo), cambiar a ventilación puramente líquida en un ser humano adulto podría tener riesgos imprevistos y cualquier junta de ética (o compañía de seguros) lo consideraría peligroso.
En una nota más ligera, aquí hay un video de YouTube de lo que dijo Maddie, una presentadora de podcasts de biología de la BBC, sobre el tema de vivir en inmersión total. Muchos problemas de piel, riesgo de infección después de unos días, etc.
Nuevamente, ¡un tema muy interesante, aunque poco estudiado!
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