Hengitä sitä sisään – ilma ympärilläsi on noin 78 % typpeä, 21 % happea ja 1 % argonia. Elämäsi aikana hengität tätä elämää luovaa seosta sisään ja ulos 672 768 000 kertaa. Anna ympäröivälle ilmalle iso halaus.
Mutta oletko koskaan miettinyt, voitko hengittää nestettä? Sci-Fi-tarinoissa on toistuvasti kuvattu tätä mahdollisuutta, tunnetuimpana James Cameronin syvänmeren toimintaelokuvassa The Abyss. Voidaanko se todella tehdä?
Itse asiassa voidaan, ja sitä on jo tehty.
Ennen kuin selvitämme miten, voi auttaa ymmärtämään, miksi emme voi hengittää vaikkapa vettä tai maitoa. Sillä on vähemmän tekemistä näiden aineiden ja ilman välisten fysikaalisten erojen kanssa ja paljon enemmän sen kanssa, että ne eivät sisällä riittävästi liuennutta happea. Keuhkomme toimivat imemällä happea ilmasta, eivätkä ne pysty imemään tarpeeksi happea useimmista nesteistä, koska useimmissa nesteissä sitä ei yksinkertaisesti ole kovin paljon. Jotkut nesteet kuitenkin imevät happea kuin sieni…
Nesteiden hengittämistä koskeva tutkimus on peräisin 1900-luvun alkupuolelta, mutta se käynnistyi toden teolla, kun perfluorihiilivetyjä (PFC) syntetisoitiin ensimmäisen kerran Manhattan-projektin aikana 1940-luvulla. Tutkijat etsivät aineita, jotka vastustavat reaktiivisten uraaniyhdisteiden hyökkäyksiä, kun he törmäsivät PFC-yhdisteisiin. Nämä yhdisteet, jotka koostuvat vain hiilestä ja fluorista, ovat inerttejä, värittömiä ja hajuttomia, eikä niillä ole ilmeisiä haittavaikutuksia ihmiskehoon. Lisäksi ne ovat erittäin liukenevia liuenneisiin kaasuihin, ja ne kykenevät ottamaan sisäänsä enemmän happea ja hiilidioksidia kuin veri.
Tämä sai tutkijat miettimään, voivatko eläimet hengittää PFC-yhdisteitä. Yhdessä varhaisimmista tutkimuksista, joissa pyrittiin tyydyttämään tämä uteliaisuus, tutkijat upottivat hiiriä ja kissoja PFC:hen ja havaitsivat, että ne hengittivät hienosti viikkoja. Eläimet kärsivät kuitenkin keuhkovaurioita pitkäaikaisesta altistumisesta, ehkä siksi, että hiilidioksidin poistuminen heikkeni – eläimet eivät pystyneet hengittämään yhtä tehokkaasti. Myöhemmissä tutkimuksissa havaittiin, että näiden haittavaikutusten korjaamiseksi tarvittiin mekaanista ventilaatiota. Pohjimmiltaan tarvittiin kone, joka hengittäisi ja uloshengittäisi tiheämpää nestettä keuhkoihin niin, että hiilidioksidi poistuisi ajoissa.
Aikaisemmista eläinkokeista opittuaan Temple University School of Medicine -yliopiston lääkärit pohtivat vuonna 1989, voisiko nestehengitys auttaa ennenaikaisia vauvoja, jotka kärsivät vakavasta hengitysvaikeudesta ja joiden kohdalla kaikki muut hoitomuodot olivat epäonnistuneet. He täyttivät osittain kolmen koehenkilön keuhkot PFC:llä ja havaitsivat jonkin verran parannusta vauvojen tilassa. Kaikki kolme kuitenkin kuolivat lopulta.
Seitsemän vuotta myöhemmin toinen työryhmä, joka käytti kehittyneitä nestehengitystekniikoita, kokeili PFC-nesteventilaatiota 13:lle vakavasta hengitysvaikeudesta kärsivälle ennenaikaiselle vauvalle, joiden ei odotettu selviytyvän. Nestehengitys paransi useimpien vauvojen tilannetta mahdollisesti vakauttamalla keuhkorakkuloita ja vähentämällä pintajännitystä syntymässä olevissa keuhkoissa. Yksinkertaisemmin sanottuna ennenaikaisten lasten keuhkot eivät olleet valmiita kaasuympäristöön, ja PFC tarjosi hoitavan sillan kohdun lapsiveden ja ulkoilman välille. Uskomatonta kyllä, kahdeksan vauvoista selvisi hengissä neljän kuukauden seurannassa.
Nesteventilaatiota on kokeiltu menestyksekkäästi myös kriittisesti sairailla aikuisilla, joilla on keuhkosairauksia.
Nyt kun tiedetään, että ihmiset voivat hengittää PFC:tä, herää ilmeinen kysymys, miksi haluaisimme? Vastasyntyneiden keuhkojen vakauttamisen lisäksi lääketieteelliset kokeet eivät ole osoittaneet mitään selvää hyötyä. Hypoteettisesti nestehengitys voisi ehkäistä syväsukeltajia sairastumasta kurviin ja suojella astronautteja keuhkoja vahingoittavilta G-voimilta, mutta PFC-yhdisteet eivät sovellu kumpaankaan näistä sovelluksista, joten ensin on keksittävä uusi nestemäinen väliaine. Tarvitaan myös erityisesti räätälöityjä mekaanisia ventilaattoreita, jotka kierrättävät nestettä hapen ja hiilidioksidin asianmukaisen vaihdon aikaansaamiseksi.
Lyhyesti sanottuna, nesteen hengittäminen on mahdollista, mutta älä yritä sitä tehdä vaikutusta seuraavissa illalliskutsuissasi vieraiden silmissä.