Pregunta:
¿Cuáles son los efectos secundarios de la respiración de líquidos a largo plazo?
HDE 226868
2014-10-13 05:33:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Acabo de ver una pregunta de física reciente que mencionaba respiración líquida (de la que nunca había oído hablar) y comencé a preguntarme acerca de sus efectos a largo plazo. Imaginemos que una persona se sometió a respiración líquida por alguna extraña razón (consulte la página de Wikipedia para algunos principiantes) durante mucho tiempo, tal vez un mes. ¿Qué les empezaría a pasar? ¿Algún efecto sería reversible?

Estoy bastante seguro de que esto nunca se ha hecho lo suficiente como para conocer realmente los efectos a largo plazo de la respiración de líquidos. Si bien los perfluorocarbonos utilizados para esto no se consideran muy tóxicos, la exposición a cantidades tan grandes durante tanto tiempo podría causar cierta toxicidad.
Aunque creo que ya no se está haciendo, hubo estudios en cuidados respiratorios que involucraron ventilación líquida parcial. Los perfluorocarbonos, además de ofrecer una buena interfaz para la perfusión de oxígeno, proporcionaron efectos tensioactivos, evitando que los alvéolos colapsen. Busque en las revistas 'Chest' y 'Respiratory Care' la ventilación líquida parcial.
¿Alguien puede dar una referencia a la respiración líquida realizada en un animal (o humano) despierto? Los únicos casos que he visto han sido animales, en cuyo caso creo que la anestesia prolongada va a ser un problema mayor.
Recuerdo vagamente a David Blaine (un ilusionista famoso / artista del escape) considerando esto para completar un largo truco de inmersión, pero descartó el concepto y comentó que el proceso sería intensamente doloroso [cita requerida]. Todavía no estoy seguro de si esto lo ha intentado alguna vez un humano completamente despierto sin anestesia.
Depende de las propiedades mecánicas del líquido que utilice. Si puede encontrar un líquido adecuado, es decir, uno que tenga una densidad y viscosidad bastante bajas, y que no sea tóxico incluso cuando se inhale en cantidades abundantes, entonces puede tener un "aliento" humano de esta manera durante bastante tiempo, probablemente. Por supuesto, estos requisitos no son nada fáciles de cumplir y estoy seguro de que no son los únicos. Además, "hacerlo bien" requeriría una enorme cantidad de prueba y error, lo cual es costoso (y probablemente poco ético, incluso en estudios con animales) y ofrece muy poco (si es que hay alguno) beneficio, porque ya tenemos muchos
One responder:
James
2015-01-21 20:57:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Descripción general.

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 otra parte.

La respuesta general a la pregunta hipotética es bastante sorprendente. De hecho, puede haber beneficios potenciales para la ventilación líquida perpetua para personas con ciertas enfermedades. Hasta ahora, los ensayos no han encontrado efectos secundarios en la respiración de fluorocarbonos líquidos.

Así que 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 con gran profundidad.

@MCM señaló en los comentarios que mi respuesta original no enfatizaba que el animal los diafragmas no son lo suficientemente potentes 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 a las 4:54 en esta charla TED enfatiza la dificultad de respirar sin un ventilador, quien dijo que era como tratar de respirar con un elefante parado sobre su pecho.

Estudios de casos.

Ya en la década de 1920, las investigaciones sobre gases venenosos que condujeron al infame gas mostaza encontraron que los pulmones podían tolerar grandes cantidades de solución salina brevemente sin daño.

Animales.

Kylstra, el primer pionero en introducir la idea de que los animales terrestres respiran 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 durante unas horas después de la emersión.

En 1965, descubrió que el fluorocarbono conocido como FC75 no solo apoyaba la respiración durante la inmersión total pero los ratones sobrevivieron indefinidamente con aparente buena salud.

El estudio más reciente que puedo encontrar es el uso parcial de la ventilación líquida con fluorocarbono en el síndrome de dificultad respiratoria del adulto (SDRA) de conejos. No se observaron las mismas mejoras en la respiración en la respiración líquida salina o en los ventiladores convencionales.

Humanos.

En humanos, los PFC se utilizaron por primera vez con éxito en 1989 para la ventilación de bebés pequeños cercanos a la muerte.

En los tres pacientes se observó una mejora notable en la distensibilidad pulmonar, sin comprometer el estado cardiovascular.

Los tres bebés murieron por sus graves complicaciones respiratorias preexistentes, pero el ensayo mostró que la respiración líquida puede favorecer el intercambio de gases en humanos. Sin embargo, los pulmones en desarrollo de los bebés no pueden depender de los 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.

Aplicación biomédica.

Hay algunas investigaciones y médicos que creen que la ventilación líquida con fluorocarbono tiene algunas ventajas sobre la ventilación con gas. Reduce el estrés en el área de la tensión superficial interfacial en el pulmón angustiado y con deficiencia de surfactante. Esto sería ideal y apropiado para el SDRA en humanos adultos. Un uso más sofisticado sería el uso de fluorocarbonos como sistema de administración de fármacos 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 CF adecuados)

Potencial del mundo real.

¿Es posible la respiración permanente de líquidos? ... ¿Y saludable?

Así que aquí es donde nos encontramos con los estudios de caso; los ratones pueden respirar líquidos indefinidamente y mantenerse en buen estado de salud, los conejos con SDRA 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 es quizás No 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 respirar líquidos.

El mayor inconveniente, además del costo de un experimento a largo plazo y de depender de un ventilador mecánico, es que estos son estudios de casos muy pequeños del éxito. 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 Maddie, una podcaster de biología de la BBC, dijo sobre el asunto de vivir en inmersión total. Muchos problemas de la piel, riesgo de infección después de unos días, etc.

¡De nuevo, un tema muy interesante, aunque poco estudiado!

@HDE226868 - Una cosa que * absolutamente debe decirse * que no se abordó es la siguiente: ** Todos esos estudios en humanos utilizaron bombas externas para mover el fluido. ** Los diafragmas de mamíferos no están diseñados para mover un medio líquido más de un un puñado de veces. Literalmente se romperán en pedazos muy, muy rápidamente.


Esta pregunta y respuesta fue traducida automáticamente del idioma inglés.El contenido original está disponible en stackexchange, a quien agradecemos la licencia cc by-sa 3.0 bajo la que se distribuye.
Loading...