قصة تجارب الماعز

عندما تم إجراء تشريح جثة غطاس في عام 1900م ، وجدوا فقاعات في دماغه وقلبه ، وكان هناك الكثير من الفقاعات في الواقع عندما قام الفاحصون برفع القلب وتم تطهيره بالفرشة وجدود أن سبب الوفاة هو مرض تخفيف الضغط ، وبينما كان الأطباء يعرفون سبب الحالة ، وكانوا بحاجة ماسة إلى طريقة لمنع ذلك ، بالنسبة للفيزيولوجي الاسكتلندي المكلف بإيجاد حل ، سوف يستغرق عدة اختبارات – و85 ماعز – لإيجاد طريقة لتجنب الحالة المؤلمة .

أي شخص يعمل تحت هواء مضغوط يخضع لأمراض الضغط – وهذا ينطبق بشكل خاص على الغواصين والذين من أجل الغوص يكونون بحاجة عميقة لتنفس مستويات أعلى من الهواء المضغوط من أجل التغلب على ضغط البحر المحيط ، وباعتبارهم غواصين في الهواء المضغوط ، فإنهم لا يلاحظون شيئًا ، فالهواء يبدو كما لو كان على السطح ، ومع ذلك ، فكلما تنخفض أسطح الغطاس ويقل ضغط الماء وتخرج غازات الهواء المضغوط التي يشربها الغواص من فقاقيع تشكل المحاليل ، وهو ما تفعله زجاجة ماء الصودا عندما يتم فتح الغطاء .

من الغازات المختلفة داخل الفقاعات ، يمتص الجسم بسهولة الأكسجين ، ويتم طرد ثاني أكسيد الكربون بسهولة ، ولكن تبقى فقاعات النيتروجين ، هذه بالسفر من خلال الجسم والتواجد في المفاصل والعمود الفقري والأعضاء .

ويعاني الأشخاص المصابون بمرض إزالة الضغط من مجموعة متنوعة من الأعراض ، بما في ذلك الدوخة ، والرؤية المزدوجة ، وآلام شديدة ، والعمى ، والشلل ، والموت كان شائعًا. ويعرف مرض تخفيف الضغط أيضًا باسم شلل الغواص ومرض كيسون ، حيث تم تشخيصه لأول مرة بين العمال الذين كانوا يقومون ببناء جسر بروكلين تحت الهواء المضغوط ، ولكن الأكثر شيوعًا هو “الانحناءات” ، نظرًا لوجود ضحايا كثر .

في أوائل القرن العشرين لم تكن هناك طريقة معروفة لمنع الانحناءات ، وإذا ما أظهر الغواصون أعراضاً ، فغالبًا ما يتم إرسالهم إلى قاع البحر أو وضعهم في غرفة إعادة ضغط ، ويطلق عليهم “فرن الغطاس” ، لتنفس الهواء المضغوط الذي يجبر فقاعات النيتروجين في أجسامهم على العودة إلى المحلول ، ثم يتم فك ضغطها عن طريق التجربة والخطأ ، وكانت النصيحة الأكثر شيوعًا هي رفع الغواصين تدريجياً من خلال جو واحد من الضغط كل 20 دقيقة ، وهو ما لم ينجح على الإطلاق .

في عام 1905م ، أمرت الأميرالية البريطانية باحث الفيزيولوجيا الاسكتلندي جون سكوت هالدان John Scott Haldane بحل المشكلة ، وكان هالدين في ذلك الوقت معروفًا بتجاربه في مكافحة الغازات الضارة في المناجم ودراسته حول التنفس ، ولم يخترع أحد من التجريب العملي ، فقام هو وزميله بإغلاق أنفسهما في صندوق محكم بإحكام ، وأطلقوا عليه اسم “التابوت” وسجلوا ردود أفعالهم أثناء نفاد الهواء الملوث .

ونسق هالدان اختبار الغوص مع البحرية الملكية ، واستعرض الأدبيات الطبية ، وأجرى مقابلات مع الغواصين ، وعلم أن مرض تخفيف الضغط لم يحدث قط عندما يظل الغطاس فوق 33 قدمًا  حيث يكون الهواء المضغوط الذي تم تسليمه للغواصين في ذلك العمق عند ضغط حوالي اثنين من الغلاف الجوي ضعف ضغط الهواء على السطح .

ولقد أوضح هالدين أنه إذا استطاع الغطاس أن يطفو على سطح الأرض بعد تعرضه لمضاعفة ضغط الهواء دون أي آثار ضارة ، فإن أي إنسان يمكنه تحمل انخفاض فوري في ضغط الهواء بمقدار النصف بغض النظر عن العمق .

على سبيل المثال ، إذا انزلق الغطاس إلى 300 قدم ، فإن حجم الهواء المضغوط اللازم للتغلب على ضغط الماء يزيد قليلاً عن 148 رطل لكل بوصة مربعة (psi). وبدلا من الظهور تدريجيًا ، قد يصعد الغطاس فورًا إلى 134 قدمًا حيث يكون الضغط 74 رطل / بوصة مربعة ، نصف ، ثم بعد الانتظار لفترة تسمح للجسم بتعديل الفقاعات وتبديدها ، قد يرتفع الغواص إلى 51 قدمًا ، حيث يزيد الضغط عن 37 رطل / بوصة 2 ، والانتظار وهكذا حتى يتمكن من السقوط  وأطلق هالدين عليها نظريته نظم تخفيف الضغط .

لاختبار فرضيته ، أمر هالدين بإجراء تجارب في معهد ليستر للطب الوقائي في لندن من قبل الملازم غايبون دامانت Guybon Damant من البحرية الملكية ، وهو خبير في مجال الغوص وعالم الهواة ، وعالم الفيزياء إدوين آرثر بويكوت Edwin Arthur Boycott وجرب الباحثون في البداية الفئران والجرذان والخنازير الغينية والدجاجة القديمة بوضعها في خزان هواء تجريبي كبير ، وملئها بالهواء المضغوط ، ثم أخلت الهواء ، وكانت النتائج غير حاسمة لأن هذه المخلوقات الأصغر تبادلت الغاز بسرعة أكبر من البشر .

بداية تجارب الماعز :
واستخدم الباحثون بدائل مثل القرود والكلاب والخنازير ، ولكن هذه كانت إما صغيرة جدًا ، يصعب الحصول عليها أو كانت الصرف التنفسي مختلف كثيرًا عن البشر ، وفي النهاية استقروا على الماعز والتي كانوا يحسبون بها أن الصرف التنفسي 1.7 مرة من الذكور الإنسان البالغ .

وتم تجميع قطيع من 85 ماعز في ليستر لبعض التجارب القاتمة ، ووضع الباحثون مجموعات يصل عددها إلى ثمان ماعز داخل الغرفة ، وأدخلت الهواء المضغوط ، وانتظرت ، ثم ضغطت بشكل طبيعي قبل إطلاقها في ساحة المعهد للملاحظة .

تماما كما في البشر ، كان لدى الماعز أنواع مختلفة من الأعراض تشير إلى الانحناءات ،  والبعض رفض الطعام ، آخرون يشعرون بالألم ، وأصبح البعض مشلولا (مؤقتًا ودائمًا). وأظهر آخرون إصابتهم في الركبتين (وهو أمر شائع للانحناءات حيث ستوضع الفقاعات في المفاصل).

عانى البعض من ضيق التنفس وصعوبة في التنفس ، ومات آخرون ، لم يكن الباحثون يخلو تماما من الشفقة. حاولوا الحد من التجارب على ما اعتبروا أنه لن يقتلوا الماعز بشكل صريح ، وأولئك الذين كانوا في حالة من الكرب الشديد تم إيقاعهم ، وفي ختام كل هذه التجارب كان هناك ماعز واحد هو من بقى على قيد الحياة ، والذي تبناه الملازم دامانت كحيوان أليف ، وبهذه الطريقة أكد الباحثون أن تلك الماعز التي تم فك ضغطها لم تعاني من الانحناءات .

الخطوة التالية كانت اختبار بشري ، حيث تطوع اللفتنانت دامانت وضابط الصف اندرو كاتو ، وهو غطاس خبير ، لهذا العمل مثل الماعز ، دخلوا الغرفة التجريبية وتعرضوا أنفسهم لنوبات من الهواء المضغوط تصل إلى ما يزيد قليلًا عن 94 رطل / بوصة مربعة والتي تم فك ضغطها ، وبعد المحاكمات المتكررة ، لم تكن هناك علامات على الانحناءات. الآن حان الوقت لتجارب العالم الحقيقي .

وفي أواخر أغسطس 1906م ، أبحر هالدين وكاتو ودامانت في قارب طوربيد HMS Spanker إلى المياه العميقة في Loch Striven ، قبالة فيرث كلايد ،كان الغواصون متصلين جسديًا مع الإبحار بخرطوم الهواء وشريان الحياة ، وكان الأخير متشابكًا بسلك نحاسي يسمح بالتواصل الهاتفي مع السطح .

وأجريت اختبارات الغوص من قبل كاتو ودامانت اللذان وقفا في أعماق بركان البحيرة لمدة تصل إلى ساعة ، وعندما انتهى الوقت وتم رفع دامانت ، الذي نزل إلى 90 قدمًا ، إلى 30 قدمًا ، والتي تم حسابها على أنها العمق الأسطوري الذي كان بإمكانه فكّه بأمان ، وكان يحمل طلقة نارية ولوح بأطرافه بقوة بفكرة أن هذا سيساعد على تفريق فقاعات النيتروجين بشكل أسرع ، وبعد خمس دقائق ، تم نقله إلى 10 أقدام ، وهناك انتظر 10 دقائق أخرى قبل أن يرتفع إلى السطح ، ولم تكن هناك علامات على الانحناءات .

كان كاتو في نهاية المطاف قادرًا على فك خطه ، وفي الوقت الذي كان غير متشابك ، كان في الأسفل لمدة 28 دقيقة ، ولم يتعرض أي إنسان لمثل هذه المستويات من الهواء المضغوط (أكثر من 90 رطل / بوصة مربعة) في ظروف العالم الحقيقي لفترة طويلة .

وعند رفع كاتو ، وأخذ الباحثون عناية كبيرة وطردوه من التسعة بتوقف ، واستغرق الأمر 90 دقيقة للوصول إلى السطح ، لم يظهر الغواص أي علامة على الانحناءات ، وبعد ثلاثة أيام ، نزل Damant إلى عمق لم يسبق له مثيل من 210 قدمًا ، وهو رقم قياسي عالمي ، وظهر مع عدم وجود علامات على مرض الضغط .

كان الاختبار ناجحًا تمامًا ونشر هالدين سلسلة من جداول الغوص التي تم تبنيها بسرعة من قبل بريطانيا وبعدها بقليل من قبل الغواصين في جميع أنحاء العالم ، وشكلت هذه الجداول أساس القواعد الأساسية لكيفية رفع الغواصين في أعماق البحار بأمان .

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *