Ich habe kürzlich eine Physikfrage gesehen, in der die Flüssigkeitsatmung erwähnt wurde (von der ich noch nie zuvor gehört hatte), und ich begann mich über ihre langfristigen Auswirkungen zu wundern. Stellen wir uns vor, eine Person wurde aus irgendeinem verrückten Grund – siehe die Wikipedia-Seite für einige Starter – für eine lange Zeit, vielleicht einen Monat, flüssig eingeatmet. Was würde mit ihnen geschehen? Wären irgendwelche Effekte reversibel?
Dies ist eine sehr interessante Frage. Die Ideen dahinter gibt es schon eine Weile und die Methoden werden an anderer Stelle ausführlich behandelt.
Die Gesamtantwort auf die hypothetische Frage ist ziemlich überraschend. Für Menschen mit bestimmten Krankheiten kann die kontinuierliche Flüssigkeitsbeatmung tatsächlich potenzielle Vorteile haben. Bisherige Studien haben keine Nebenwirkungen beim Einatmen von Fluorkohlenstoffflüssigkeit festgestellt.
Lassen Sie uns also über die Geschichte der Flüssigkeitsatmung und Fallstudien sprechen, dann werden wir uns auf unbestimmte Zeit mit der hypothetischen Situation der Flüssigkeitsatmung befassen.
Ein großartiger Übersichtsartikel (Shaffer et al ., 1992) behandelt das Gebiet sehr ausführlich.
@MCM wies in den Kommentaren darauf hin, dass meine ursprüngliche Antwort nicht betonte, dass Tierdiaphragmen nicht stark genug sind, um die Flüssigkeit in die und aus der Lunge zu bewegen. Ich sollte jetzt erwähnen, dass die folgenden Fälle alle Beatmungsgeräte verwenden, um die Flüssigkeit in die und aus der Lunge zu pumpen. Die Schwierigkeit, dies ohne Beatmungsgerät zu atmen, wird von David Blaine um 4:54 in diesem TED-Vortrag betont, der sagte, es sei, als würde man versuchen zu atmen, während ein Elefant auf der Brust steht.
Bereits in den 1920er Jahren fand die Giftgasforschung, die zum berüchtigten Senfgas führte, heraus, dass die Lunge große Mengen Kochsalzlösung kurzzeitig unbeschadet vertragen konnte.
Kylstra, der erste Pionier, der die Idee einführte, dass Landtiere Flüssigkeiten atmen (Kylstra et al., 1962), stellte fest, dass Mäuse 4 Stunden einem Druck von 160 Atmosphären standhalten konnten.
Clark fand heraus, dass Mäuse und Ratten sauerstoffhaltige Silikonöle einatmen und einige Stunden nach dem Austauchen überleben konnten.
1965 entdeckte er, dass der als FC75 bekannte Fluorkohlenstoff nicht nur die Atmung während des vollständigen Eintauchens unterstützte, sondern dass die Mäuse auf unbestimmte Zeit bei scheinbar guter Gesundheit überlebten.
Die neueste Studie, die ich finden kann, ist die partielle Verwendung von Fluorkohlenstoff-Flüssigkeitsbeatmung beim Erwachsenen-Atemnotsyndrom (ARDS) von Kaninchen. Die gleichen Verbesserungen der Atmung wurden bei der Beatmung mit Kochsalzlösung oder herkömmlichen Beatmungsgeräten nicht beobachtet.
Beim Menschen wurden PFC erstmals 1989 erfolgreich zur Beatmung von Kleinkindern in Todesnähe eingesetzt.
Bei allen drei Patienten wurde eine deutliche Verbesserung der Lungencompliance ohne Beeinträchtigung des kardiovaskulären Status festgestellt.
Alle drei Säuglinge starben an ihren schweren, bereits bestehenden respiratorischen Komplikationen, aber die Studie zeigte, dass die Flüssigkeitsatmung den Gasaustausch beim Menschen unterstützen kann. Die sich entwickelnden Lungen von Säuglingen können sich jedoch nicht über längere Zeiträume auf mechanische Beatmungsgeräte verlassen, da fast ein Viertel der Frühgeborenen von denen, die später chronische Atemprobleme entwickeln.
Es gibt einige Studien und Ärzte, die glauben, dass die Fluorkohlenwasserstoff-Flüssigbeatmung einige Vorteile gegenüber der Beatmung mit Gas hat. Es reduziert den Stress im Bereich der Grenzflächenspannung in der gestressten Lunge mit Tensidmangel. Dies wäre ideal und angemessen für ARDS bei menschlichen Erwachsenen. Eine ausgeklügeltere Verwendung wäre die Verwendung von Fluorkohlenstoffen als Arzneimittelabgabesystem direkt an geschädigtes Lungengewebe.
(Alles Obige ist in der Übersicht von 1992 zu finden. Es gibt auch Daten zu den unterschiedlichen Eigenschaften geeigneter FCs.)
Ist eine ständige Flüssigkeitsatmung möglich? ...Und gesund?
Hier stehen wir also mit den Fallstudien; Mäuse können Flüssigkeiten auf unbestimmte Zeit einatmen und bleiben bei guter Gesundheit, Kaninchen mit ARDS überleben dort, wo atembares Gas nicht helfen würde, und es gibt eine Kontingenz in der biomedizinischen Gemeinschaft, dass es für die medizinische Behandlung besser sein kann als die Beatmung mit Gas. Für mich scheint nichts darauf hinzudeuten, dass ein ausgewachsener Erwachsener unter dem Einatmen von Flüssigkeiten leiden würde. Die Trägheit der Fluorkohlenstoffe impliziert, dass sich eine Toxizität erst in einem Zeitraum von Jahren zeigen würde, und alles andere an den Verbindungen stellt keine Gefahr dar und kann den Gastransfer durch die Lunge erleichtern.
Dieser relativ bescheidene Erfolg ist vielleicht keine Überraschung. Die Austauschschnittstelle unserer Lunge ist auf Schleim (Flüssigkeit) angewiesen, damit die Gase das Lungengewebe durchdringen können. Die Erweiterung dieser Idee sollte die Möglichkeit der Flüssigkeitsatmung sicherlich nicht ausschließen.
Der größte Nachteil neben den Kosten für ein Langzeitexperiment und der Abhängigkeit von einem mechanischen Beatmungsgerät ist, dass dies sehr kleine Fallstudien zum Erfolg sind. Angesichts der enormen Mengen an Unbekanntem (insbesondere bei Langzeitstudien) könnte die Umstellung auf eine reine Flüssigkeitsbeatmung bei einem erwachsenen Menschen unvorhergesehene Risiken bergen und würde von jeder Ethikkommission (oder Versicherungsgesellschaft) als gefährlich angesehen!
Um es leichter zu machen, hier ist ein YouTube-Video von dem, was Maddie , eine Biologie-Podcasterin der BBC, über das Leben in völliger Untertauchung zu sagen hatte. Viele Hautprobleme, Ansteckungsgefahr nach ein paar Tagen etc.
Wieder ein sehr interessantes, wenn auch wenig beachtetes Thema!
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