Свиньи в гидрокостюмах помогли найти газ, который спасает водолазов от кессонной болезни
Глубоководные дайверы тщательно избегают «кессонной болезни» — мучительного состояния, при котором в крови и тканях образуются пузырьки газа, если слишком быстро подниматься с глубины. Новое исследование с неожиданными подопытными — свиньями в водолазных костюмах — показало: смена вдыхаемой под водой газовой смеси может помочь избежать этой страшной декомпрессионной болезни. Однажды выводы этой работы, возможно, позволят людям нырять глубже, дольше и быстрее возвращаться на поверхность. Статья опубликована 10 августа в журнале PNAS.
Соавтор исследования доктор Ричард Мун, анестезиолог и профессор медицины Университета Дьюка, за свою карьеру лечил множество случаев декомпрессионной болезни и сам переносил лёгкие формы «кессонки». У него всё ограничивалось небольшой болью в суставах, но тяжёлые случаи могут быть смертельными, нарушая кровоток и повреждая сердце и другие органы. Проблема начинается с газов, которыми дышат водолазы под водой. Пионеры дайвинга, такие как Жак-Ив Кусто, дышавшие сжатым воздухом, описывали растерянность и эйфорию на глубине и называли это «глубинным восторгом», а на самом деле испытывали азотный наркоз — побочный эффект дыхания азотом под высоким давлением. Быстро всплывавшие ныряльщики страдали от жестоких судорог, вызванных пузырьками азота, который растворился в крови и тканях: тело буквально превращалось во встряхнутую банку газировки.
Многие дайверы теперь снижают риск с помощью найтрокса — смеси азота и кислорода с повышенным содержанием кислорода, а коммерческие глубоководники часто дышат гелиоксом, смесью гелия и кислорода. Однако высокие концентрации кислорода на глубине токсичны, гелиокс дорог и всё равно может давать эффекты, похожие на «кессонку». Безопасные практики, такие как жёсткие лимиты времени на глубине, снижают риск, но не устраняют его. «Риск водолазной травмы растёт с глубиной почти экспоненциально», — говорит доктор Кай Тецлафф, клинический исследователь из Тюбингенского университета, не участвовавший в работе.
Десятилетиями Мун и коллеги искали способ замедлить проникновение газа в ткани. Для этого нужен был газ с более крупными молекулами, менее растворимый, чем гелий или азот. «Нашей первой идеей был неон», — рассказал Мун, но план подорвало вторжение России в Украину, взвинтившее цены на неон. Тогда учёные остановились на тетрафториде углерода (CF4), который, как и гелий, инертен и не вступает в реакции с тканями. Газ испытали в большом синем резервуаре гипербарического комплекса Дьюка, где давление можно поднять до уровня 61 метра под водой. В эксперименте участвовали 40 свиней — их биология делает этих животных подходящей моделью для изучения дайвинга. Свиней облачили в сшитые на заказ костюмы с капюшоном, встроенным обогревом и подгузником на экстренный случай.
Всех животных седатировали и провели часовые имитации погружений. Половина дышала гелиоксом весь «спуск», а другая половина за последние десять минут переключалась на смесь кислорода и CF4. За это время гелий покидал ткани, а на его место приходил CF4, который из-за меньшей растворимости проникал медленнее. К моменту «всплытия» в тканях оставалось меньше инертного газа, что снижало риск кессонной болезни. Обе группы поднимали с одинаковой скоростью, после чего за животными наблюдали три часа. У свиней, дышавших только гелиоксом, признаки декомпрессионной болезни были гораздо выраженнее: нарушение походки и больше газовых пузырьков-эмболов в сердце. Во многих случаях состояние оказалось смертельным — погружение и последующая декомпрессия убили более 80% животных на гелиоксе. Среди переключившихся на CF4 не погиб никто.
И Тецлафф, и Мун признают: выводы не изменят практику мгновенно. Для рекреационных дайверов риск и так невелик, а CF4 слишком дорог, так что мало кто сменит смесь. «Думаю, расходы ограничат применение коммерческими или военными погружениями», — сказал Мун. Но даже если CF4 будет использовать небольшая группа людей, новые данные всё равно важны. «Каждое погружение, которое можно сделать безопаснее, стоит усилий, — заметил Тецлафф. — Даже если это касается лишь немногих».
Источники:
Lance, R. M., Makowski, M. S., Mahon, R. T., Everitt, J. I., Natoli, M. J., Wright, M. C., Howle, L. E., Bartlett, N. C., Patel, A., Morales, G., & Moon, R. E. (2026). Isobaric counterdiffusion of carbon tetrafluoride breathing gas to prevent severe decompression sickness. Proceedings of the National Academy of Sciences, 123(33), e2600125123. https://doi.org/10.1073/pnas.2600125123
