液体呼吸の仕組みとその活用法、LCLにはどんな意味があったの？

液体呼吸をする意味とは？

大きくわけて２つの意味があります。「医療」と「潜水」です。

医療への応用

先ほども言ったように、液体呼吸に使えるような物質は人工血液にも役立ちます。そのため、液体呼吸の研究はそのまま人工血液の研究にも繋がり、研究によって人工血液の可能性が広がるわけです。

また、気体は液体と違って重い（高密度）ということを利用し、火傷などで損傷した肺や未熟で弱った肺に流し込むことで呼吸を回復させる治療法が存在します。くしゃくしゃのビニール袋をイメージすると分かりやすいかもしれません。空気を入れてもシワが残りますが、水を入れるとシワがなくなったように見えます。

これを肺の中でやるのです。火傷で潰れた肺胞なども液体を入れることで広がるため、呼吸できるようになるのです。

現に、肺の一部をパーフルオロカーボンで満たし、気道に空気を送り込む部分液体換気法（Partial Liquid Ventilation）と呼ばれる手法が医療の現場で使われています。これは体全体を液体に浸すことはありませんが、通常の人工呼吸器をそのまま使えること、および循環器系への影響が小さいこともあり、新生児の呼吸窮迫症候群の処置に活用されています。

一方、肺を完全に液体で満たす完全液体換気法（Total Liquid Ventilation）も呼吸窮迫症候群の治療に有効だと考えられていますが、安全性が課題となって実用化は困難とされてきました。

しかし2020年に日本で発表された研究で、パーフルオロカーボンに代わって酸素マイクロ・ナノバブル分散液を使うことの有効性が示されています。

今後は新物質の開発ないし応用によって、実用化への道が開けていくかもしれませんね。

潜水への応用

深海に潜るには酸素ボンベが必要になるわけですが、深海ではかなりの水圧がかかるため、普段通りの気圧で酸素を送り込むと水圧で肺が潰れてしまいます。そのため、高い気圧で空気を肺に送り込むわけですが、そうすると通常よりも多くの空気が血液に溶けます。

血液に酸素や二酸化炭素が多く解けるのは良いことのように思えますが、酸素が多すぎると今度は酸素中毒が起こりますし、窒素など余計なものも混ざってしまいます。そして、あまりにも多くの窒素が溶け込むと、浮上する際に溶け込みすぎた気体が気泡になり、気泡が血管を詰まらせます。これが「減圧症」です。

そこで液体呼吸を利用します。肺を液体で満たせば高圧の空気を送る必要はありませんし、液体の中に溶け込む気体の量はコントロールが可能です。大量の気体が血液に溶け込まないのであれば、減圧症は起こりません。

そもそも、最初から水の中で暮らす魚には減圧症なんて起こらないわけですが、それは彼らが液体である水を利用する「エラ呼吸」をしているからで、同じことをすれば人間だって深海に潜れます。

また、クジラなどは細胞内に酸素を蓄える能力を持っており、肺に空気を入れずに潜水を行います。人工血液の研究が進み、血液に酸素を蓄えつつ供給量も調整（一気に酸素を臓器に送ると中毒になる）できるようになれば、理屈の上では人間も素潜りができるようになるわけです。

アニメで使われた意味は？

現実的な利用法として検討されているわけではありませんが、乗り物の中を液体で満たすことで衝撃を緩和することができます。言ってみれば、全身がシートベルトの状態です。

車にはエアバックが搭載されており、事故の際にはエアバックが膨らんで衝撃を吸収しますが、それを車内全体で行うイメージです。車の中で行う他に、アニメ「エヴァンゲリオン」のLCLように戦う乗り物で使っても効果はあります。乗り物が激しく揺れたとしても、液体が衝撃を吸収するので揺れは軽微であり、頭がグラグラ揺れることもないので普通に戦闘を継続できます。

ただ、内臓や血液、三半規管は普通に揺れや衝撃の影響を受けるので、乗り物酔いは普通にするでしょう。また、衝撃吸収が目的の場合には液体呼吸は必要なく、酸素ボンベを抱えていてもOKです。このため、SF作品などでは宇宙服の中を液体で満たすような使われ方もしたようです。

ちなみに、エヴァンゲリオンのLCLには液体呼吸や衝撃緩和の他にもディスプレイや神経接続にも使われていたようで、ただシートベルト代わりとは言えませんね。