Seuraava esimerkki, margariini, on erittäin hyvä esimerkki ”luomakunnan kruunun”, ihmisen ”järkevästä” toiminnasta. Huomioithan, että ihminen on ainoa eliölaji, joka pilaa ravintonsa, ennen kun syö sen. Tässä kyseisessä esimerkissä se ei valitettavasti jää vain siihen, vaan ihminen tässä tapauksessa myös pilaa omaa elinympäristöään. Lähdetäänpä yhdessä ihmettelemään, miten se käytännössä tapahtuu!

Margariini on teollisesti kovetettua kasviöljyä, jossa voi olla alle kolme prosenttia maitorasvaa. Margariinin painosta on rasvaa 20-80 prosenttia. Margariini luotiin voin korvikkeeksi aikanaan. Jo vuonna 1866 Ranskassa keisari Napoleon III yllytti huomattavalla rahasummalla keksimään köyhän kansan käyttöön voin korvikkeen. Vuonna 1869 ranskalainen apteekkari ja kemisti Hippolyte Mége Mouriés (s. 24.10.1817 Draguigan, Ranska ja k. 31.5.1880 Pariisi) kehitti naudan ihrasta maitorasvalla maustamalla voita muistuttavan seoksen. Hän oivalsi, että kun ainesosat prosessoidaan kylmässä ja kuumassa, tuloksena on voimainen aine, joka oli helmen vaalea. Kreikan sanan helmi (margarites) mukaan hän antoi keksinnölleen nimeksi margariini.

Margariini valmistettiin ensin hyvin säilyvistä naudan- ja sianrasvasta sekä palmuöljystä. Kemianteollisuus kehitti 1900-luvulla hydrogenoinnin, jolloin margariinia pystyttiin valmistamaan myös kasviöljystä. Hydrogenoitu margariini sisälsi vaarallisen paljon sydäntautiriskiä lisääviä keinotekoisia transrasvoja. Niitä saattoi 1950-luvulla olla jopa 40 prosenttia margariinin sisältämästä rasvasta ja 1960-1970-luvulla vielä 20-30 prosenttia. Margariini kovetettiin aiemmin vain osittain, minkä vuoksi se sisälsi sydänriskiä lisäävää suoraketjuista transrasvaa. Osa margariineista sisältää niitä vieläkin. Margariinin valmistuksessa käytetään korkeita lämpötiloja, jolloin muodostuu haitallisia aineita, kuten glysidyyliestereitä, 3-monikloropropaanidiolia (3-MCPD) ja 2-monikloropropaanidiolia (2-MCPD) sekä niiden rasvahappoestereitä. Kasviöljyt soveltuvat ruoanvalmistukseen yleensä aika huonosti, sillä kuumennettaessa ne härskiintyvät hyvin helposti ja muuttuvat transrasvoiksi.

Margariinia valmistetaan eri liuottimilla uuttamalla öljykasvin siemeniä ja uuttamisessa käytettyjä aineita ovat ovat mm. heksaani – terveydelle haitallinen tyydyttynyt hiilivety - ja bentseeni – aromaattinen hiilivety ja karsinogeeni. Rasvan raaka-aineet käsitellään fosforihapolla ja neutralisoidaan vahvan emäksisellä lipeällä. Rasvan raaka-aineet sen jälkeen valkaistaan ja ns. deodoroinnissa poistetaan siitä epämiellyttävä haju, maku ja enin osa liuotinainejäämistä. Seuraavaksi rasvaa kovetetaan lisäämällä rasvamolekyyliin vetyatomeja ja nikkeliä. Näin tehden rasvat muuttuvat rakenteeltaan tyydyttyneemmiksi eli ovat huoneenlämmössä kiinteämpiä.

Rasvamassan jatkotoimenpiteet riippuvat siitä, mihin tätä syntynyttä rasvaa halutaan käyttää. Käytännössä siitä valmistetaan mm. kenkälankkia ja ihovoiteita sekä ”terveysmargariineja” ja ”kevytlevitteitä”. Rasvan raaka-aine käytetään uudelleen esteröinnin läpi; käytetään natriummetylaattia, jolla pilkotaan tiettyjä rasvahappoja. Kasvirasvojen kovettaminen tunnetaan paremmin myös hydrogenointina. Tämä tehdään siksi, että margariini säilyisi pitempään ja ei myöskään homehtuisi. Hydrogenoinnin seurauksena osa rasvahapoista jää trans-muotoon. Kuitenkin tässä kovetusprosessissa margariiniin jää nikkelistä ja alumiinista jäämiä. Margariiniin lisätään vielä erilaisia lisäaineita, jotta se ulkonäöltään muistuttaisi mahdollisimman hyvin voita.

Nämä teollisesti hyvin prosessoidut margariinit valmistetaan raffinoiduista kasviöljyistä, kuten rypsi-, auringonkukka- ja palmuöljyt. Rypsiöljystä valmistetussa margariinissa on hyvin runsaasti kasvikunnan tuotteissa olevaa alfalinoleenihappoa ja monityydyttymättömiä omega-6-rasvahappoja (linolihappo) – jotka pitävät kehossa matala-asteista tulehdusta yllä - sekä siihen lisättyä kemiallista E-vitamiinia. Raffinoidun rypsiöljyn polyfenolipitoisuus on kuitenkin vain alle 1,5 mg kilossa öljyä, kun esim. ekstraneitsytoliiviöljyn polyfenolipitoisuus on keskimäärin 166,7 mg kiloa kohden. Polyfenolit ovat siksi tärkeitä, että ne vähentävät tulehdusta ja niillä on myös antioksidanttivaikutusta.

Osittaishydrauksesta ja synteettisistä trans-rasvahapoista teollisuus on osin luopunut, mutta edelleen juokseva kasviöljy täytyy kovettaa kiinteäksi rasiassa pysyväksi tuotteeksi. Osittaishydrauksen tilalle on vaihtunut toinen synteettinen, kemiallinen menetelmä: katalyyttinen vaihtoesteröinti. Vaihtoesteröinnissa on kaksi vaihetta. Ensin valittua kasviöljyä hydrataan, kunnes öljy on mahdollisimman tyydyttynyttä. Hydrauksessa kasviöljyyn lisätään vetyä, jolloin tyydyttymätön kaksoissidos hiiliatomien välillä muuttuu tyydytetyksi yksittäiseksi sidokseksi ja samalla öljy kiinteytyy. Seuraavassa vaiheessa näin saadun synteettisen rasvan ja prosessiin valitun kasviöljyn tai niiden seoksien triasyyliglyseridirakenteet puretaan ja kootaan katalyyttisesti uusiksi triasyyliglyseroleiksi, täysin uusiksi rasvoiksi. Toimenpiteen tavoitteena on vaihtaa tyydyttynyt rasvahappo kasviöljymolekyylin keskinmäiseen sn-2 hiiliatomiin, missä luontaisesti on tyydyttymätön rasvahappo.

Näin saatu synteettinen, vaihtoesteröity kova kasvirasva sitoo juoksevaa kasviöljyä kiinteäksi margariiniksi tai kasvirasvalevitteeksi. Näitä vaihtoesteröityjä uusia rasvoja ei ole ihmisravinnossa ollut aikaisemmin. Näillä uusilla rasvoilla ei myöskään ole enää mitään yhteyttä luonnon kasviöljyihin tai -rasvoihin. Ravitsemukseen ne tulivat vasta osittaishydrauksesta luopumisen yhteydessä. Niiden terveysvaikutuksista ei ole laisinkaan tutkittua tietoa ja valmistusaineita ei myöskään ilmoiteta kuluttajille elintarvikkeiden pakkausmerkinnöissä, vaikka Euroopan Unionin Elintarvikeasetus (2011) edellyttää, että kaikki valmistusaineet tulisi ilmoittaa elintarvikkeiden pakkausmerkinnöissä kuluttajille.

Palmuöljyn erityisongelma margariinin valmistuksessa on sen puhdistusvaiheessa käytetty korkea, 260-280 asteen lämpötila, jolloin syntyy haitallisia aineita, kuten esim. glysidyyliestereitä. IARC – WHO:n eli maailman terveysjärjestön alainen syöväntutkimusinstituutti – on luokitellut glysidyyliesterit todennäköiseksi kasinogeeniksi eli syöpää aiheuttavaksi aineeksi. Palmuöljyn käyttöön mm. margariinin raaka-aineena liittyy myös ekologisia ongelmia, sillä palmuöljyn tuotanto vääjäämättä lisää sademetsien raivaamista viljelykäyttöön. Näin se pienentää trooppisten sademetsien hiilinieluja ja kiihdyttää ilmastonmuutosta. Trooppiset metsät ovat samoin tärkeitä useiden uhanalaisten eläinten elinympäristöjä.

 

Mekaanikko Thomas Midgley Jr.

Yli sata myönnettyä patenttia uransa aikana haalinut amerikkalainen mekaanikko Thomas Midgley Jr. (s. 18.5.1889 ja k. 2.11.1944) oli eräiden ensimmäisten kloorifluorihiilivetyjen – jotka tunnetaan Yhdysvalloissa tuotenimellä Freon – kehittelijä. Samoin hänellä oli tärkeä rooli lyijybensiinin kehittämisessä; molemmat aineet ovat sittemmin kiellettyjä myrkyllisyytensä ja terveyshaittojen vuoksi. Midgleyn perheessä on perinteitä keksimiseen. Thomas Midgley syntyi Beaver Fallsissa Pennsylvaniassa ja hänen isänsä, Thomas Midgley vanhempi oli patentoinut keksintöjä erityisesti autojen renkaiden parissa. Hänen äitinsä, Hattie Midgley (Née Emerson) isoisä, James Emerson oli keksinyt työnnettävän hammassahan. Thomas Midgley varttui Columbuksessa Ohiossa ja valmistui vuonna 1911 Cornellin yliopistosta koneteknikoksi. Hiljainen ja älykkääksi kuvailtu Thomas Midgley Jr. ei omannut juuri lainkaan koulutusta kemian alalta, mutta hän osoittautui lahjakkaaksi ongelmanratkaisijaksi monilla aloilla.

Thomas Midgley Jr. aloitti työskentelyn vuonna 1916 General Motors-yhtiössä, esimiehenään Charles Kettering. Thomas Midgley Jr. tutki tuohon aikaan autonmoottoreita vaivannutta nakutusta, joka sai moottorin nykimään varsinkin sitä voimakkaasti kuormitettaessa. Nakutus häiritsi ajamista ja lisäsi auton polttoaineenkulutusta, joka oli iso ongelma. Charles Kettering ja Thomas Medgley Jr. päättelivät nakutuksen syntyvän polttoaineen epätasaisesta palamisesta eikä polttomoottorien suunnitteluvirheestä ja ryhtyivät kehittämään lisäainetta, joka pienentäisi ongelmaa. Medgley Jr. oli jostain kuullut, että punertava jodi liukeni hyvin öljyyn ja päätti kokeilla jodin sekoittamista bensiiniin. Se tuntui auttavan moottorin nakutukseen. Jodi ei kuitenkaan osoittautunut kovin käyttökelpoiseksi ratkaisuksi, sillä se oli liian kallista ja vaikea tuottaa tarvittavina määrinä. Seuraavien vuosien aikana he kokeilivat – siitä riippuen, mitä tietolähdettä uskomme - vähintään 144 tai jopa 33 000 erilaista yhdistettä. Lopulta Midgley Jr. ja Kettering päätyivät tetraetyylilyijyyn, joka on hengenvaarallinen myrkky; se aiheuttaa mm. aivovaurioita, korkeaa verenpainetta, munuaisvaivoja ja sikiöiden epämuodostumia.

Charles Kettering.

General Motors-yritys nimitti uutta ainetta etyyliksi välttäen näin lyijyn mainintaa raporteissaan ja mainoksissaan. Lyijyn myrkyllisyys ei kuitenkaan ollut mitenkään uusi asia, se oli tiedetty jo tuhansia vuosia. Joulukuussa 1922 American Chemical Society myönsi Thomas Midgley Jr:lle vuoden 1923 Nichols-mitalin ”Anti-Knock-yhdisteiden käytöstä moottoripolttoaineissa”. Jo ennen kuin uutta, nakutusta estävää bensiiniä ensimmäisillä bensa-asemilla alettiin myydä vuoden 1923 helmikuussa, lääkärit olivat varoittaneet kamalasta virheestä, jota oltiin nyt tekemässä. Yhdysvaltain korkein kansanterveysviranomainen, William Clark, kirjoitti, että tetraetyylilyijy on ”vakava uhka kansanterveydelle” ja ennusti jo tuolloin täysin oikein, että ”vilkkaiden teiden varsilla ilmakehän alimpaan kerrokseen jää hyvin todennäköisesti lyijyoksidipölyä”. Eräs toksikologi varoitti vuoden 1924 ennustuksessaan, että ” lyijymyrkytys kehittyy niin salakavalasti, että lyijyllinen bensiini on lähes kattavasti yleisessä käytössä… ennen kuin suuri yleisö ja viranomaiset havahtuvat tilanteeseen”.

Surkuhupaisaa on, että lyijy ei ollut ainoa käypä ratkaisu. Midgley oli kokeiluissaan löytänyt useita tehokkaasti nakutusta poistavia aineita. Eräs näistä löydöistä oli etanoli eli etyylialkoholi; se on sellaisenaankin käypä polttoaine ja sillä pystyy steriloida fyysisiä haavoja, mutta myös juomalla sitä voi puuduttaa tilapäisesti henkisiä haavoja. Bensiiniin sekoitettuna se kyllä estää polttomoottorin nakutuksen ja lisäksi se on halpaa ja helppoa valmistaa suurina määrinä. Sitten kävi, kuten hyvin usein; raha saneli ehdot! Etanoli osoittautui liian halvaksi ja helpoksi ratkaisuksi valmistaa lisäainetta. Vielä ratkaisevampaa oli kuitenkin se, että etanoli ei ollut patentoitavissa. Vuonna 1918 General Motors osti Charles Ketteringin yhtiön, Delcon. Nyt valistunut lukijani jo arvaakin, miten tässä kävi; lisäaineeksi valittiin myrkyllinen lyijy Thomas Midgleyn Jr. ehdotuksesta ja vahvasta suosituksesta. Midgley suorastaan esitti laskelman esitelläkseen, että jos bensiiniin lisättäisiin tetraetyylilyijyä, voitaisiin saada bensiinistä kolme senttiä gallonalta parempi hinta. Hän myös ennusti samassa yhteydessä, että agressiivisella mainoskampanjalla yritys kahmisi polttoainemarkkinoista 20 prosentin siivun. Tämä ennuste meni sillä lailla pieleen, että Ethyl-tuotenimellä myyty tetraetyylilyijy valtasi hieman yli kymmenessä vuodessa 80 prosenttia Yhdysvaltain markkinoista.

Helmikuussa 1923 Thomas Midgley Jr. joutui vetäytymään pitkälle sairaslomalle hengitettyään myrkyllistä lyijyhöyryä; hän paranteli itseään raittiissa ilmassa Floridan Miamissa. Huhtikuussa 1923 General Motors perusti General Motors Chemical Companyn (GMCC) valvomaan DuPoint-yhtiön tetraetyylilyijyn tuotantoa. Tämän yhtiön johtokuntaan nimettiin myös Charles Kettering ja Thomas Midgley Jr. General Motors ja Midgley väittivät tiukasti koko ajan, että polttoaineeseen lisättävä aine on turvallista, vaikka samanaikaisesti kuoli valmistusprosesseissa eri puolilla maata useita ihmisiä. Ensimmäiset lyijyn aiheuttamat kuolemat ja myrkytystapaukset tapahtuivat Daytonissa, Ohiossa vuonna 1923. Seuraavan vuoden aikana DuPontin tehtaalla Deepwaterissa New Jerseyssä kuoli vielä kahdeksan ihmistä lyilyn vuoksi.

Vuonna 1924 General Motors ja New Jerseyn Standard Oil Company (sittemmin ExxonMobil) perustivat Ethyl Gasoline Corporation yhtiön nopeuttaakseen lisäaineen valmistusta. Yhtiön uudella Baywayn tehtaalla New Jerseyssä kuoli heti alkuun viisi ihmistä lyijymyrkytykseen ja 35 ihmistä vietiin mielisairaaloihin lyijyn erilaisista neurologisista vaikutuksista johtuen. Kuusi työntekijää kuoli New Jerseyn Deepwaterin tehtaalla ja lyijyn aiheuttamat hallusinaatiot olivat niin yleisiä tehtaalla, että työntekijät kutsuivat tehdasta Perhostaloksi. Hyvin pian kuolemantapaukset pääsivät New York Timesin etusivulle. Viranomaiset määräsivät Ethylin myynnin keskeytettäväksi ja Yhdysvaltain johtava terveysviranomainen määräsi toimikunnan selvittämään lisäaineen vaarallisuutta.

Seuraavaksi tarinassa tapahtui ihmislajin historiassa varsin tuttu ja järkyttävä käänne. General Motors, Standard Oil ja kemianjätti DuPont vastuullisina vastasivat täysin väärin esitettyyn kysymykseen. Median lietsoma julkinen huomio oli kohdistunut niin voimallisesti lisäaineen tuotantovaiheen kuolintapauksiin, että terveysviranomaisten pystyttämä toimikunta antoi oman lausuntonsa ainoastaan koskien tuotantovaiheen tapahtumia. Thomas Midgley Jr. osallistui 30.10.1924 lehdistötilaisuuteen osoittaakseen tetraetyylilyijyn olevan täysin turvallista käyttää. Hän mm. kaatoi tetraetyylilyijyä kätensä päälle, asetti pullollisen tätä ainetta nenänsä alle ja hengitti sen höyryä 60 sekunnin ajan ilmoittaen, että näin voi tehdä vaikka joka päivä. Tämän tempun tehtyään Thomas Midgley Jr. joutui sanoutumaan johtoryhmästä pois, koska oli itse saanut diagnoosin lyijymyrkytyksestä. Yhtiö vapautti hänet tehtävistään huhtikuussa 1925, mutta hän pysyi kuitenkin General Motorsin palveluksessa työntekijänä.

Terveysviranomaisten asettama toimikunta päätyi seuraavaan ratkaisuun: se päätti olla kieltämättä lisäaineen valmistusta. Merkittävästi suurempi kysymys myrkyn vaikutuksesta pakokaasuja hengittävän suuren yleisön terveyteen ohitettiin käsittelyssä täysin. Tämä kysymys luvattiin selvittää omana kysymyksenä myöhemmissä jatkotutkimuksissa. Seuraavina neljänäkymmenenä vuotena näitä jatkotutkimuksia rahoittivat lähes poikkeuksetta lyijybensaa tuottavat yhtiöt ja ei liene kovin vaikea arvata, mitä heidän teettämänsä tutkimukset kertoivat; koskaan näistä ei saatu tyhjentävää näyttöä lyijybensiinin terveysvaaroista. Polttomoottorin nakutusta estävälle lyijylliselle bensiinille oli nyt vapaat näkymät rahantekijöille. Tilanne johti nopeasti yhä tehokkaampien moottoreiden rakentamiseen. Nyt elettiin autoilun kulta-aikaa ja samalla lyijypakokaasuja hengittävien ihmisten määrä kasvoi räjähdysmäisesti ympäri maailmaa. Lyijyllä on vielä inhottava ominaisuus, että se ei hajoa luonnossa. Monet myrkyt köyhtyvät ajan mittaan vähemmän vaarallisiksi, mutta lyijy vain rikastuu ilmassa, kasveissa, eläimissä, maaperässä ja ihmisissä. Hyvin agressiivisella mainoskampanjoinnilla luotiin tehokkaasti mielikuvaa lyijyttömien autojen hitaudesta ja surkeudesta. Jopa Yhdysvaltojen korkein terveysviranomainen, Hugh Cumming, kertoi ulkomaisille virkaveljilleen, kuinka tavattoman vaaratonta lyijybensiini on.

Maailman terveysjärjestö WHO:n arvion mukaan maailmassa kuolee joka vuosi satojatuhansia ihmisiä lyijymyrkytyksen aiheuttamiin sairauksiin, kuten esim. sydänsairauksiin. Lyijyn suhteen erityisessä vaarassa ovat lapset, sillä heidän elimistöönsä imeytyy viisi kertaa niin paljon lyijyä kuin aikuisten elimistöön. Jo pelkästään Yhdysvalloissa arvioidaan olleen 1920-luvulta 1970-luvulle 70 miljoonaa lasta, joilla oli elimistössään toksinen määrä lyijyä. Fyysisten terveysvaikutusten ohella lyijy vahingoittaa lasten neurologista kehitystä; se laskee älykkyystasoa sille alistuneissa populaatioissa ja on arviolta syynä yli 12 prosenttiin kaikista maailman kognitiivisista kehitysvaikeuksista.Lyijy aiheuttaa samoin käyttäytymisongelmia, kuten esim. antisosiaalista käyttäytymistä. Jotkut tutkijat ovat laittaneet merkille, että rikollisuuden valtava lisääntyminen valtaosassa maailmaa sotien jälkeisenä aikana korreloi varsin tarkasti lyijysaasteiden yleistymisen kanssa.

Saksalainen insinööri Carl von Linde.

Tarina jatkuu, sillä mekaanikko Thomas Midgley Jr:n vaaralliset keksinnöt eivät valitettavasti jääneet vielä tähän. Vuonna 1748 valmistettiin ensimmäinen tunnettu jäähdytyskoe. William Cullen keksi sen Glasgow’n yliopistossa, mutta hän ei itse oivaltanut keksinnölleen mitään käytännön hyötyä. Amerikkalainen keksijä Oliver Evans sommitteli vuonna 1805 ensimmäisen jäähdytyskoneen ja Jocob Perkins rakensi vuonna 1834 ensimmäisen jäähdytyskoneen, joka käytti eetteriä höyryn tiivistämisjärjestelmässä. Vuonna 1876 saksalainen insinööri Carl von Linde patentoi menetelmän, jolla höyrystetään kaasu, mistä käynnistyi nykyaikainen kylmätekniikka.

Myöhäiseltä 1800-luvulta aina vuoteen 1929 asti jääkaapit käyttivät myrkyllisiä kaasuja, kuten ammoniakkia (NH3), metyylikloridia (CH3Cl), propaania (C3H8) ja rikkidioksidia (SO2) jäähdytysaineinaan. Useita kuolemaan johtaneita onnettomuuksia sattui 1920-luvulla, kun metyylikloridia vuosi jääkaapeista. Kolme amerikkalaista yritystä käynnisti yhteistyötutkimuksen Thomas Midley Jr:n kanssa vuonna 1928 kehittääkseen vähemmän vaarallisen tavan jäähdyttämiseen. Toinen ongelma oli se, että koneelliseen jäähdyttämiseen käytetyt aineet olivat myös kovin kalliita. Jäähdytyksessä käytetyillä aineilla oli paha taipumus syttyä palamaan tai vuotaessaan aiheuttaa myrkytys isolle ihmisjoukolle. Vuonna 1929 sata ihmistä sai esim. surmansa Clavelandissa, kun erään sairaalan kylmiöstä vuoti metyylikloridia. Nämä jäähdytyksessä käytettyjen aineiden riskitekijät olivat myös hidastamassa kylmälaiteteknologian yleistymistä kansan parissa.

Kompressoriosat ensimmäisissä kotijääkaapeissa olivat niin suuria,että ne asennettiin kellareihin. Yksiosaiset jääkaapit tulivat markkinoille 1900-luvun alkuvuosikymmeninä. Tuotemerkkejä olivat esim. Frigidaire, Electrolux (vuonna 1919 perustettu ruotsalainen AB Elecrolux on maailman suurimpia kodinkoneita valmistavia yrityksiä, joka myy vuosittain yli 40 miljoonaa tuotetta yli 150 maahan) ja Kelvinator. Nämä jääkaapit olivat kalliimpia kuin autot, joten niiden markkinat pysyivät pieninä. Jääkaipeista teki joka kodin varusteen vuonna 1927 General Electric tuodessaan markkinoille Christian Steenstrupin suunnitteleman mallin, jonka lempinimi oli Monitor top. Nimitys juontui jääkaapin päällä olevasta pyöreästä lauhduttimesta, joka muistutti sotalaiva USS Monitorin tykkitornia; lauhduttimen sisällä oli kompressori. Jääkaapin pellin oli emaloitu valkoisiksi. Kaapin tukeva ovi sulkeutui tiiviisti ja auttoi säilyttämään kylmää. Kotijääkaapin hinta oli aluksi 525 dollaria, mutta laski vähitellen 290 dollariin. Vuosien 1927 ja 1936 välillä näitä jääkaappeja valmistettiin yli miljoona kappaletta.

General Motors oli hiljan hankkinut omistukseensa jääkaappiyhtiön, jolle se antoi uuden nimen, Frigidaire. GM:llä oivallettiin, että jos jääkaappien todetut ongelmat kyettäisiin ratkaisemaan, tytäryhtiö alkaisi tahkoa rahaa. Jälleen yhtiö laittoi General Motors Research Corporation kaksikon, varapuheenjohtaja Charles Kettering ja mekaanikko Thomas Midgley Jr. ongelmaa ratkaisemaan; työtiimiin he saivat tuekseen vielä belgialaisen kemistin, Albert Leon Hennen (1901-1967), joka oli vuonna 1925 muuttanut Amerikkaan. Varsin pian tämä ryhmä keskittyi hiiliketjujen ja halogeenien yhdistelmiin, joiden hyvin tiedettiin olevan erittäin haihtuvia sekä kemiallisesti inerttejä yhdisteitä. Nopeasti tutkimuksissa kylmäaineiden kemiallisia ominaisuuksista löytyi fluori mahdolliseksi ehdokkaaksi – mieluiten yhdistettynä hiilen kanssa – jotta fluorin toksisuus neutraloituisi. Yksi tiimin ensimmäiseksi kehittämistä yhdisteistä oli dikklooridifluorimetaani. Tänään se tunnetaan paremmin heidän antamallaan kauppanimellä, freoni.

Thomas Midgley Jr. osoitti freonin turvallisuuden Yhdysvaltain kemiallisen seuran tilaisuudessa henkäisemällä näyttävästi keuhkot täyteen freonia ja puhaltamalla sitten kynttilän sammuksiin. Syttymätön ja myrkytön yhdiste, joka sopi erinomaisesti kylmäaineeksi, oli keksitty. He eivät olleet ainoastaan löytäneet uutta yhdistettä vaan kokonaisen ryhmän yhdisteitä, joilla oli samankaltaiset ominaisuudet. Ne tulivat kaikkialla tunnetuiksi kloorifluorihiilivetyinä eli lyhyemmin CFC-yhdisteinä. 1930-luvun alussa ei valitettavasti vielä tiedetty, mikä on otsooniaukko tai kuinka tärkeä ultraviolettisäteilyn suoja tuo stratosfäärin ohut happimolekyylikerros on. Ei ymmärretty myöskään sitä, että CFC-yhdisteet – vaikka ovat täysin vaarattomia merenpinnan korkeudella – päästessään ilmakehän yläosiin, ovat hyvin vaarallisia. Ilmakehän yläosissa yhdisteet nimittäin hajoavat osiin, joista yksi, kloori, tuhoaa otsonia ja siten maapallon suojakerrosta.

1930-luvulla ei vielä arvattu, että CFC-yhdisteitä käytettäisiin erilaisiin muihinkin tarkoituksiin, kuin vain kylmäaineina. Melko pian oivallettiin, että näillä uusilla ja innostavilla aineilla oli paljon muutakin käyttöä, varsinkin ponnekaasuina suihkepulloissa. Toisen maailmansodan aikana ja sen jälkeen CFC-yhdisteitä käytettiin laajalti hyönteismyrkkyjen suihkuttamiseen. Eräs pahimmista ruiskutettavista hyönteismyrkyistä oli DDT, joka aiheutti mm. epämuodostumia. Toisen maailmansodan jälkeen suihkepullot yleistyivät roimasti. Niissä myytiin kaikkea: maaleista deodorantteihin ja astman inhalaattoreihin. Näistä suihkepulloista vapautuneet ponnekaasumäärät kulkeutuivat stratosfääriin syömään otsinikerrosta.

Vasta 1970-luvulla havahduttiin huomaamaan, mitä otsonikerrokselle oli tapahtunut. Nyt myös ymmärrettiin, mikä otsonikadon oli aiheuttanut. Samalla saatiin varoitus: jos otsonikato jatkuisi samaa vauhtia, kasvaisi ihmisiin kohdistuva haitallinen UV-altistus ja muutamassa vuosikymmenessä yleistyisivät syövät ja sokeus valtavasti.

American Chemical Society luovutti vuonna 1941 Thomas Midgley Jr:lle korkeimman palkintonsa, Priestley-mitalin. Seuraavana vuonna hänelle myönnettiin Willard Gobbs-palkinto, joka on kemisteille myönnettävä palkinto. Hän sai eläessään kaksi kunniatohtoruutta ja hänet myös valittiin Yhdysvaltain kansalliseen tiedeakatemiaan jäseneksi. Vuonna 1944 hänet valittiin American Chemical Societyn presidentiksi ja puheenjohtajaksi. 51.vuotiaana, vuonna 1940 Thomas Midgley Jr. sairastui poliomyeliittiin ja hän vammautui vakavasti sen seurauksena. Keksijänä hän suunnitteli itselleen monimutkaisen köysi- ja hihnapyöräjärjestelmän, jolla hän sai nostettua itsensä sängystä pyörätuoliin. 2.11.1944 hän takertui itse keksimäänsä laitteeseen jumiin ja kuoli kuristukseen.

 

Robert Hooke.

Robert Hooke (s. 18.7.1635 Freshwater ja k. 3.3.1703 Lontoo) havaitsi ensimmäisenä solujen olemassa olon vuonna 1665. Hooke esitteli havaitsemansa solun kirjassaan, Micrographia, joka julkaistiin vuonna 1665. Hooke oli englantilainen fyysikko ja multilahjakas tutkija, joka tunnetaan Hooken lain keksijänä (kiinteiden aineiden kimmoisuus). Hooke paranteli myös mikroskooppia ja kaukoputkea sekä esitti valon etenevän poikittaisina aaltoliikkeinä – tämä väite pystyttiin todistamaan vasta 1800-luvulla.

Kaikkien eliöiden rakenteellinen ja toiminnallinen perusyksikkö on solu. Solut voivat olla joko prokaryootteja (esitumallisia) tai eukaryootteja (aitotumallisia). Eläinten solut voivat olla joko somaattisia (elimistöön tai kehoon kuuluva) soluja tai sukusoluja eli ituradan soluja. Solut ovat varautuneet sähköisesti niin, että solun sisäpuolella sähkövaraus on noin 70 millivolttia negatiivisempi kuin solun ulkopuolella. Solut pystyvät lisääntymään joko mitoottisesti tai meioottisesti. Ihmisen solut pysyvät elossa yleensä kuukausia tai vuosia, mutta suolen sisäpinnan solut sekä jotkin valkosolut elävät vain vuorokausia. Sensijaan hermo- ja lihassolut ovat hyvin pitkäikäisiä. Solut voivat olla kovin erikokoisia ja erimuotoisia. Kasvis- ja eläinsolut ovat läpimitaltaan yleensä 5-200 mikrometriä ja pienimmät yksisoluiset bakteerit ovat läpimitaltaan 0,3 mikrometriä. Suurimmat ihmisen solut ovat munasoluja, hermosoluja ja lihassoluja ja pienimmät siittiösoluja ja punasoluja. Ihosolut ovat noin 11-12 µm.

Solun keskuksena toimii tuma, jonka kromosomit sisältävät perintöaineksen (DNA). DNA ohjaa solun toimintaa lähettien (mRNA) ja siirtäjien (tRNA) avulla. Näitä kumpiakin on paljon tumajyväsessä. Erilaisia RNA-tyyppejä sekä ribosomeja – proteiinista ja RNA:sta koostuva pieni soluelin, jonka pinnalla proteiinisynteesi aminohapoista tapahtuu kromosomien ohjeiden mukaisesti - siirtyy tumasta solulimaan säätelemään siellä tapahtuvaa entsyymien, proteiinien ym. solun ainesosien valmistusta eli biosynteesiä. Ribosomit voivat olla irrallaan solulimassa, mutta usein ne ovat kuitenkin kiinnitettyinä kalvoston pinnoille. Solua ja tumaa rajoittavien kalvojen lisäksi solussa on sisäinen soluliman kalvosto, johon liittyy eräänlainen varasto ja kuljetusputkisto eli ns. Golgin laite. Golgin laite sijaitsee tuman läheisyydessä ja se muodostuu yhdensuuntaisista kalvopusseista. Sen tehtävä on viimeistellä erittyviä proteiinimolekyylejä. Golgin laitteen kanavat ulottuvat tumasta solun ulkokalvoon saakka. Varastorakkulat (rasvapallot) ja eritejyväset sekä mitokondriot eli soluvoimalat ja lysomit – yksinkertaisen fosfolipidikakaksoiskalvon verhoamia ja Golgin laitteessa muodostuneita rakkuloita eli soluelimiä, jotka pilkkovat bakteereja ja vieraita hiukkasia, joita on tullut soluun endosytoosin avulla; ovat solujen yhdistetty ”puhtaanapitolaitos ja sulatusjärjestelmä” - ovat osasina solulimassa. Varsinaisessa solulimassa sijaitsee hiilihydraattien, rasvojen, valkuaisaineiden ja nukleotidienreaktioissa tarvittavia entsyymejä.

Soluista noin 80 prosenttia on vettä. Solun kuivapainosta on noin 80 prosenttia proteiineja eli valkuaisaineita ja lipidejä eli rasva-aineita noin 10 prosenttia. Vain muutama prosentti on hiilihydraatteja ja nukleiinihappoja (DNA ja RNA). Eläin- ja kasvisolujen useat kemialliset toiminnat ovat samankaltaisia. Tapahtumat soluissa ovat lähinnä tasapainoreaktioita, joissa lähtöaineiden ja entsyymien lisäksi tarvitaan sekä muita orgaanisia yhdisteitä että epäorgaanisia aineita. Nämä ovat aktivoimassa reaktioita ja vastaanottamassa reaktiotuloksia. Varsin oleellinen ero on siinä, että kasvit sekä varstoivat säteilyenergiaa kemialliseksi energiaksi että käyttävät sitä energiaa kasvuunsa. Kasvien soluissa on näihin tehtäviin sekä lehtivihreähiukkasia että mitokondrioita. Eläinsoluissa on ainoastaan mitokondrioita, jotka ovat erikoistuneet soluhengitykseen eli sidotun kemiallisen energian muuntamiseen adenosiinitrifosfaatiksi eli ATP:ksi, jota solu käyttää energianaan.

Hiilihydraatit ja rasvahapot toimivat solujen pääasiallisina energianlähteinä. Rasvahapot pilkotaan aitotumallisissa soluissa pääasiallisesti hapettamalla ß-oksidaatiossa mitokondrioissa, jolloin syntyy pelkistyneitä elektroninsiirtäjäkoentsyymejä NADH:ta ja FADH2:ta. Hiilihydraatit pilkotaan ja muokataan ensin glukoosiksi tai sen johdannaisiksi. Glykolyysissä – joka tapahtuu solulimassa – ne muutetaan pyruvaatiksi, mikä tuottaa NADH:ta ATP:tä. Asetyyli-koentsyymi A:ta muodostetaan sekä pyruvaatista että rasvahappojen hapetustuotteista. Asetyyli-koentsyymi A pilkotaan hapettamalla mitokondrion sitruunahappokierrossa, jolloin syntyy hiilidioksidia, NADH:ta ja FADH2:ta. Happea käyttävien eli aerobisten solujen mitokondrion hengitysketjussa eli elektroninsiirtoketjussa aiemmissa reaktioissa tuotetut NADH ja FADH2 luovuttavat elektroninsa eli hapettuvat NAD:ksi ja FAD:ksi pelkistäen hapen vedeksi ketjureaktion jälkeen. Tämän seurauksena mitokondrion sisemmän kalvon eri puolille syntyy protonikonsentraatiogradientti, jossa matriisi on emäksisempi kuin solulima. Proteiinikanavat eli ATP-syntaasit antavat protonikonsentraation tasoittua tekemällä samalla protonivirrasta saatavalla energialla ADP:sta ja fosfaatista ATP:ta nk. oksidatiivisessa fosforylaatiossa. ATP:ta solun entsyymit käyttävät reaktioihinsa, mutta ATP:n huono puoli on se, että sitä ei voida säilöä suuria määriä.

Niin viherhiukkaset kasveissa kuin mitokondriot kasvi- ja eläinsoluissa ovat osittain itsenäisiä yksiköitä, jotka voivat kasvaa ja lisääntyä jakautumalla, jos niille vallitsevat otolliset olosuhteet. Mitokondrioiden toimintaa sopivasti rasittamalla ne saadaan kasvamaan ja lisäämään kristojen eli kalvopoimujen lukumäärää sekä lisääntymään jakautumalla, mikäli on saatavilla sopivaa ravintoa. Eri eläinlajien mitokondrioiden lukumäärien on huomattu vastaavan kyseisten elinten vilkkautta ja sama pätee myös mitokondrioiden uusiutumiskykyyn. Toimettomissa soluissa rasvapallosten kasvaessa suhteettomiksi mitokondriot vastaavasti surkastuvat. Tästä johtuen esim. urheilijoiden treenauksen voidaan katsoa perustuvan juuri mitokondrioitten toiminnan tehostumiseen.

Mitokondriot toimivat solujen ”voimalaitoksina” muodostaen runsasenergistä yhdistettä, adenosiinitrifosfaattia, joka luovuttaa energiaa solun toimintoihin. Mitokondriot ovat eniten erillaistuneita solulimassa sijaitsevista osasista ja ne toimivat melko itsenäisesti, koska niissä on itsessään sekä DNA:ta että RNA:ta. Mitokondrioita on eniten siellä, missä energian tarve on suurin. Yhdessä solussa voi mitokondrioita olla muutamasta aina tuhansiin asti. Muodoltaan mitokondriot ovat pitkulaisia, ja niiden sisäkalvossa on runsaita hyllymäisiä poimuja. Niillä on kaksoiskalvo, joista sisempi muodostaa poimuja eli kristoja sisäänpäin ja näin muodostuneilla laajoilla pinnoilla sekä kalvojen väliaineessa tapahtuvat elintoiminnan kannalta tärkeimmät eli solujen ATP-energiaa eniten tuottavat reaktiot (Krebsin kierrot ja hengitysketjut).

Muunnettua energiaa – käyttökelpoiseksi se tulee mitokondrioissa – käytetään eri tavoin purkamis-, rakennus-, varastoimis-, liikkumis- ym. reaktioihin. Ribosomien pinnoilla suorittavat tumasta tulleet ns. lähetti-RNA ja siirtäjä-RNA perintöaineksilta (DNA) saamiensa koodisanomien mukaisia uusia kemiallisia kytkentöjä ATP-energian avulla. Nämä reaktiot ovat riippuvaisia paitsi perintötekijöistä myös niistä aineksista, mitä solut saavat ravinnosta aineenvaihdunnan yhteydessä.

Aerobinen soluhengitys (hengitysketju), joka tapahtuu mitokondrioissa, saa aikaan noin ¾ glukoosimolekyylin energiasta ATP:nä ja näin ollen solun tärkein energiantuottaja. Tässä toiminnassa on välttämätöntä saada flavoproteiinivaiheessa seleeniä ja rautaa elektronien siirtoon, tokoferoleja hapetuksen estoon sekä E-vitamiinia ja seleeniä kalvonvartijaksi. Kuparia tarvitaan myös lisäksi sytokromivaiheessa. Ubikinonin muodostuminen vaatii seleeniä, mangaania sekä B12- ja B15 vitamiineja onnistuakseen. Hengitysketjun toimintaan tarvittavia aineita ovat ainakin kupari, rauta, seleeni, mangaani, B12-, B15, E- ja K-vitamiinit. Fosfori ja happi toimivat käyttöaineina, sillä aerobinen adenosiini 2-fosfaatin (ADP) muuttuu adenosiini 3-fosfaatiksi (ATP) ja lähtöaineet ovat roboflaviinijohdannainen FADH2 sekä niasiinijohdannaiset NADH ja NADPH sekä sukkinaatti, joita saadaan Krebsin kierrosta. Ihminen voi monella keinoin vaikuttaa hengitysketjun toimintaan joko ravintoaineiden tai lääkeaineiden avulla. Joidenkin lääkeaineiden teho perustuu siihen, että ne tavalla tai toisella häiritsevät solun hengitysketjun toimintaa. Mitä aikaisemmin hengitysketjun katkaisu tapahtuu, sitä vähemmän solu tuottaa ATP:tä. Kun solu ei toimi täysitehoisesti, kehoon tavallisesti kertyy nestettä ja paino lisääntyy. Jatkuva jonkin lääkeaineen käyttö voi olla haitallista solun tottuessa toimimaan vajaatehoisena.

Hengitysketjun lähtöaineet saadaan kokoon mitokondrion sisäpinnoilla tapahtuvista Krebsin kierroista eli sykleistä. Tämän lisäksi Krebsin kierrosta saadaan RNA:n koodikytkennöissä välttämätöntä energiaa GTP:nä. Hiilihydraattien, valkuaisaineiden ja rasvojen purkamisreaktiot – jotka tapahtuvat solulimassa – sekä mitokondrioitten sisäinen rasvojen purkaminen tuottavat niille lähtöaineita. Pääaktivaattorit Krebsin kierrossa ovat mangaani ja magnesium, näiden lisäksi sitraatista akonitaattiin rauta sekä sukkinaatista fumaraattiin jodi ja kalsium. Mangaanin voi korvata kolmessa reaktiovaiheessa magnesium ja sen lisäksi yhdessä vaiheessa koboltti sekä kalsiumin voi korvata aluminium tai kromi. Mangaani toimii aktivaattorina urea-kierron osalla. Lisäksi tarvitaan vitamiineja, niasiinia ja raboflaviinia (B2) vedyn vastaanottajina, C-vitamiinia vedyn siirtäjien antioksidanttina sekä tiamiinia (B1) hiilidioksidin irroittajana.

Mainittuja entsyymejä aktivoivien metallien tai vitamiinien puute rajoittaa hengitysketjun eli aerobista ATP:n muodostusta. Tärkeimmät metallit ovat kupari, rauta, mangaani, seleeni, kalsium, magnesium ja sen yhteydessä jodi ja B12-, B15, E-, B1-, B2 ja C-vitamiinit sekä niasiini. Kaikkien näiden aineiden tulee olla oikeassa suhteessa hapen, fosforin ja energian lähtöaineiden (pyruvaattien) lisäksi, silloin aerobinen hengitysketju toimii moitteettomasti. Hengitysketju vaikeutuu, kun ravinteiden tasapainottomuus alkaa häiritä mitokondrion toimintaa. Mangaani ei pysy mitokondrion pinnalla, vaan siirtyy aivan muihin tehtäviin – kuten esim. rasvahapposynteesiin – koska elimistö pyrkii varastoimaan energian, jota se pysty välittömästi käyttää. Toinen mahdollisuus on, että mangaani siirtyy erityispuolelle. Jos Krebsin syklit ja hengitysketju eivät toimi mitokondriossa, niin lysosomit voivat lopulta tuhota koko mitokondrion. Tämän seurauksena solujen aerobinen ATP-energiantuotto vähenee.

Asetyyli-koentsyymi A:sta reaktiot kääntyvät rasvahappokierteeseen silloin, kun energia on varastoitava. Tässä tarvitaan ATP-energiaa, biotiinia (H-vitamiinia) ja mangaania. Hiilidioksidia vapautuu pyruvaatin hapettuessa asetyylikoentsyymi A:ksi ja siitä syntyvä bikarbonaatti edistää malonyyli-KoA:n muodostusta. Entsyymejä aktivoivia metalleja rasvahapposynteesissä ovat magnesium, seleeni ja mangaani. Tämän lisäksi tarvitaan entsyymiä, jossa on sekä keskuksessa että periferiassa (reunassa) SH- eli sulfhydryyliryhmä, mikä saadaan rikkipitoisista valkuaisaineista. Seleenin ohella kaivataan E-vitamiinia sekä magnesiumin ja mangaanin ohella tiamiinia.

Rasvoja purettaessa tarvitaan alussa ATP-energiaa sekä SH-ryhmästä koentsyymi A:ta. Lipaasin – vesiliukoinen entsyymi, joka katalysoi esterisidosten hydrolyysia lipidisubstraateilla – erottama glyseriini joutuu glykolyysin triosefosfaatteihin ja sitä kautta takaisin pyruvaattiin ja edelleen Krebsin sykliin. Asetyyli-koentsyymi A:n muodostuksessa tarvitaan SH-ryhmäistä koentsyymi A:ta, jonka lähtöaineita ovat kysteiini ja pantoteenihappo, energiana ATP ja aktivaattorina magnesium.

Pyruvaatin hapettuessa asetyyli-koentsyymi A:ksi tarvitaan tämän lisäksi niasiinijohdannainen NAD+ vedyn vastaanottajana, tiamiini (B1) hiilidioksidin irroittajana sekä aktivoivana metallina mangaani tai magnesium. Jos solun ATP-energian muodostus on hyvin heikkoa, rasvojen purkaminenkin vaikeutuu.

Mangaani on välttämätön aktivaattori urea- eli virtsahappokierrossa. Toisin sanoen ilman mangaania, ATP-energiaa ja C-vitamiinia ei virtsakierto toimi. Näiden lisäksi virtsakierto voi käyttää molybdeeniä, sinkkiä, rautaa ja kobolttia.

Neuschwansteinin linna sijaitsee Hoheschwangaun kylän yläpuolella olevalla kukkulalla lähellä Füsseniä Lounais-Baijerissa, Saksassa. Sadunhohtoisen linnan rakennutti henkilökohtaisilla varoillaan ja runsaalla lainanotollaan Baijerin kuningas, Ludwig II (Ludwig Friedrich Wilhelm von Wittelsbach, s. 25.8.1845 ja k. 13.6.1886). Historia tuntee hänet omalaatuisesta käytöksestä ja taiteiden tukijana, jonka intohimona oli rakennuttaa mahtavia linnoja. Lyhyestä elämästään huolimatta Ludwig II:sta ehti tulla legenda jo ennen kuolemaansa. Ludwig II paljasti kerran kotiopettajattarelleen: ”Haluan pysyä ikuisena mysteerinä itselleni ja muille”.

Ludwig II:n isä, Maksimilian II (s. 28.11.1811 ja k. 10.3.1864) oli Baijerin kuningas vuosina 1848-1864. Maksimilian II oli avioliitossa Preussin prinsessa Marie Friederiken (1825-1889) kanssa ja heillä oli kaksi poikaa, Ludwig ja hänen nuorempi veli, Otto. Vanhemmat eivät paljoa osallistuneet poikiensa kasvatukseen, vaan kasvatusvastuu oli siirretty tiukalle kotiopettajattarelle. Äiti-Marie on kertonut Ludwig II nauttineen pukeutumisesta, leikkimisestä ja omaisuuden lahjoittamisesta. Hänellä oli myös hyvin vilkas mielikuvitus ja hän rakasti teatteria yli kaiken. Onnettomassa lapsuudessaan Ludwig tunsi itsensä hyvin yksinäiseksi ja hän etsi lohtua vetäytymällä omaan haavemaailmaansa. Pikkuveljensä, Oton, kanssa he mieluummin vaeltelivat Baijerin vuoristomaisemissa. Ludwigin isä osti vuonna 1832 linnan rauniot, johon tilalle rakennutti Hohenschwangaun linnan. Palatsin valmistuttua vuonna 1837 paikka muuttui hyvin pian perheen kesäasunnoksi. Tässä linnassa Ludwig pikkuveljensä kanssa vietti suuren osan lapsuudestaan.

Perheen kesäpalatsin yläpuolella sijaitsevaan linnanraunioon Ludwig oli tutustunut jo retkillään ja vuonna 1859 hän luonnosteli päiväkirjaansa ensimmäisen luonnoksen linnasta. Vuonna 1864 kuningas Maksimilian II yllättäen kuoli sairauden jälkeen ja Ludwig oli perimysjärjestyksessä tuleva isänsä seuraajaksi 18-vuotiaana vailla minkäänlaisia kokemuksia elämästä tai politiikasta. Ludwig ei ollut saanut minkäänlaisia valmiuksia tulevaan tehtäväänsä, mutta häntä ei kyllä politiikka ja hallitseminen paljoa kiinnostanutkaan. Vuonna 1873 Ludwig II itse kuvaili tilannettaan näin: ”Minusta tuli kuningas aivan liian aikaisin. En ollut oppinut tarpeeksi. Olin tehnyt niin hyvän alun… valtion lakien opettelemisen avulla. Yhtäkkiä minut siepattiin kirjoistani ja nousin valtaistuimelle. No, yritän edelleen oppia…” Toukokuussa 1867 Ludwig II teki matkan Wartburgin linnaan, joka sijaitsee Eisenachin lähellä. Vielä heinäkuussa samana vuonna hän vieraili Château de Pierrefondsiin. Näistä matkoista Ludwig II ammensi aineksia omaan ensimmäiseen linnaprojektiinsa.

Ludwig II oli säveltäjä Wilhelm Richard Wagnerin (s. 22.5.1813 Leipzig ja k. 13.2.1883 Venetsia) hyvä ystävä ja tämän mesenaatti. Richard Wagnerin lapsuus oli myös hyvin hankalaa aikaa ja hän koki huomionkaipuuta usein. Hän joko suuresti ihaili ja palvoi ihmisiä tai sitten täysin halveksi heitä. Koko aikuisiän häntä vaivasivat itsemurha-ajatukset ja hän oli välistä syvässä depressiossa, saattoi hänellä olla narsistinen persoonallisuushäiriökin. Wagner oli lähes aina rahavaikeuksissa ja lainasi mielellään rahaa mm. mesenaateiltaan, mutta hyvin usein myös unohti maksaa velkojaan takaisin. Ludwig II mm. maksoi Richard Wagnerin velat vuonna 1864 ja tuki hänen kalliita oopperahankkeita Bayreuthin Juhlanäyttämöllä. Bayreuthin oopperatalo ei olisi koskaan tullut valmiiksi ilman Ludwig II:n antamaa taloudellista apua. Wagner kirjoitti ystävästään näin vuonna 1864: ”Tänään minut tuotiin hänen luokseen. Hän on valitettavasti niin kaunis ja viisas, sielukas ja herrallinen, että pelkään, että hänen elämänsä on haihduttava kuin jumalallinen unelma tässä perusmaailmassa… Et voi kuvitella hänen arvonsa taikaa: jos hän pysyy elossa, se on suuri ihme!”

Wagner oli jättänyt ensimmäisen vaimonsa ja vuonna 1864 hän oli muuttanut yhteen Francesca Gazetana Cosima Bülowin (o.s. de Flavigny, s. 24.12.1837 Como, Italia ja k. 1.4.1930 Bayreuth, Saksa) kanssa, joka oli unkarilaisen pianistin ja säveltäjä Frans Lisztin tytär. Cosima oli aikaisemmin naimisissa kapellimestari Hans von Bülowin kanssa. Cosima ja Richard Wagner avioituivat 25.8.1870 ja heillä oli kolme yhteistä lasta: Isolde (1865-1919), Eva (1867-1942) ja Siegfried (1869-1930). Cosima Wagner kirjoitti vuosina 1869-1883 yksityiskohtaista päiväkirjaa, joka julkaistiin vuonna 1976 nimellä Tagebücher. Cosima Wagner keskittyi täysin miehensä elämäntehtävän vaalimiselle ja kehitti sen jopa sairaalloisen kultin asteelle. Tämä kultti taas houkutti ympärilleen viheliäisiä henkilöitä, kuten esim. natsit hieman myöhemmin. Wagnerit muuttivat asumaan Bayreuthiin vuonna 1871; täällä Cosima seuraavana vuonna vaihtoi katolisuuden protestanttiseen kirkkokuntaan, vaikka suhtautuikin melko kielteisesti uskonnollisuuteen. Heidän uusi kotitalonsa, Haus Wahnfried valmistui vuonna 1873 ja Bayreuthin Juhlanäyttämö valmistui vuosina 1872-1876.

Ludwig II ihaili syvästi Wagnerin vanhoihin saksalaisiin mytologioihin perustuvia oopperoita, kuten Tannhäuser ja Lohengrin. Helmikuussa 1868 Ludwig II:n isoisä, Baijerin kuningas Ludwig I (s. 25.8.1786 ja k. 29.2.1868) kuoli ja Ludwig II peri isoisältään huomattavan summan rahaa. Nyt Ludwig II päätti aloittaa kauan haaveilemansa linnan rakennuttamisen kotiseudulleen. Toukokuussa 1868 Ludwig II kirjoitti Richard Wagnerille näin: ”Aikomukseni on rakentaa Hohenschwangaun vanha linnaraunio Pöllatin rotkon lähelle vanhojen saksalaisten ritarien linnojen autenttiseen tyyliin, ja minun on tunnustettava teille, että odotan kovasti, että voin asua siellä jonain päivänä. Tiedäthän sen arvostetun vieraan, jonka haluaisin majoittaa sinne. Sijainti on yksi kauneimmista löydetyistä, pyhistä ja vaikeasti toivomattomista, arvokas temppeli jumalaiselle ystävälle, joka on tuonut pelastuksen ja todellisen siunauksen maailmaan. Se muistuttaa sinua myös ”Tannhäuser” ja ”Lohengrin”…”

Keskiaikaisten kaksoislinnojen vanhat rauniot purettiin vuonna 1868, osin räjäyttämällä. Rakennussuunnittelusta vastasi taidemaalari ja lavastaja Christian Jank (s. 15.7.1833 München ja k. 25.11.1888 München) ja arkkitehtina toimi Eduard Riedel (s. 1.2.1813 Bayreuth ja k. 24.8.1885 Starnberg). Kuningas Ludwig II vaati yksityiskohtaisia suunnitelmia ja jokainen luonnos tuli hyväksyttää hänellä. Vähintäänkin kolmantena suunnittelijana linnassaan voidaan pitää kuningas Ludwig II:sta. Linnan perustyyli oli alun perin suunniteltu uusgoottilaiseksi, mutta rakennusvaiheessa suunnitelmat muuttuivat moneen kertaan ja lopullinen tulos oli romanttiseen tyyliin rakennettu linna. Sisustukselliset teemat tulivat Wagnerin oopperoista alkaen Tannhäuserista ja Lohengrinista aina Parsifaliin saakka. Ludwig II:n lempieläin, joutsen, esiintyy usein linnan sisustuksessa. Kultaa, marmoria, samettia ja silkkiä on käytetty linnan sisustuksessa ylenpalttisesti ja lähes mauttomalla tavalla. Linna pystytettiin tiilirakenteesta ja julkisivun kalkkikivi tuli läheiseltä louhokselta. Suunnitelmiin lisättiin myöhemmin kaksikerroksinen valtaistuinsali – johon ei koskaan tullut valtaistuinta – jonka kattokupoli vaati teräskehyksen.

Höyrynosturi helpotti ja joudutti työskentelyä rakennustyömaalla. Esim. vuonna 1880 työmaalla oli noin 200 käsityölästä työskentelemässä, mutta kiireisempään aikaan työmaalla työskenteli noin 300 henkilöä. Töitä tehtiin kuninkaan vaatimuksesta myös yöaikaan öljyvalojen valossa. Kuningas hoputti työmiehiään usein nopeampaan työskentelyyn. Rahankäyttö oli Ludwig II:lla melko holtitonta koko elämän ajan. Linnan rakentaminen tulimaksamaan yli kuusi miljoonaa markkaa eli nykyrahassa noin 43 miljoonaa euroa. Alkuperäinen rakennusbudjetti yli kaksinkertaistui rakentamisen aikana ja samoin Ludwig II:n toiveet ja vaatimukset laajenivat Neuschwansteinin rakentamisen edistyessä. Kuningas Ludwig II omisti linnan itsensä lisäksi myös säveltäjä Richard Wagnerille. Linna ei tullut koskaan täysin valmiiksi; sen 200 huoneesta valmistui vain viisitoista huonetta valmiiksi. Linnan erikoisuus oli oma tippukiviluola, jossa sijaitsevat keinotekoiset pienet vesiputoukset ja värivalot. Linnassa oli myös aikansa huipputekniikkaa; sähkövalot, puhelin, vesiklosetti, simpukan mallinen pesuallas, johon tuli lämmin vesi joutsenen mallisesta hanasta. Keittiötiloihin tuli lämmin ja kylmä vesi ja linnassa on ilmakanavalämmitys.

Tämä linna ei ollut Ludwig II:n ainoa rakennusprojekti. Hän rakennutti myös Linderhofin palatsin Lounais-Baijerissa, Ettalin kylässä. Paikan hän peri omalta isältään ja vuosina 1863-1886 hän käytti rokokootyylisen paikan kohentamiseen mieleisekseen yhteensä 8 460 937 markkaa. Vuonna 1873 Ludwig II osti Frauenchieseen saaren, Chiemsee-järven suurimman saaren. Saarella sijaitsi augustinilaisen veljeskunnan luostari, jonka Ludwig II muutti asuinpaikakseen; tämä palatsi sai nimekseen Vanha palatsi. Vuodesta 1878 lähtien Ludwig II rakennutti Versaillesin malliin perustuvan Uuden Herrenchiemsee-palatsin (Neues Schloss). Tämä oli suurin ja viimeisin Ludwig II:n rakennusprojekteista, mutta se jäi valitettavasti keskeneräiseksi; vain kaksikymmentä palatsin seitsemästäkymmenestä huoneesta tuli valmiiksi. Nykyään tämä palatsi puutarhoineen on yksi Baijerin suosituimpia turistinähtävyyksiä. Vuonna 1883 Ludwig II osti vielä Falkenstein rauniolinnan Pfronteinissa lähellä Allgäuta; linnan rakennuttaminen oli alkanut vuosina 1270-1280 ja linna tuhoutui 1600-luvulla. Ludwig II ei ennättänyt aloittaa linnan rakennustöitä ennen kuolemaansa.

Vanhetessaan Ludwig II erakoitui yhä enemmän ja enemmän. Vuodesta 1875 lähtien Ludwig II oli hereillä vain öisin. Hän ei enää halunnut tavata ministereitään ja neuvonantajiaan, vaan keskusteli näiden kanssa vain kirjeitse. Hän järjesti teatteriin itselleen yksityisnäytöksiä. Kuninkaan käytös muuttui monessa mielessä omituiseksi. Hän mm. vaati palvelijoitaan pukeutumaan 1600-luvun ranskalaiseen hovityyliin ja noudattamaan 1600-luvun käytöstapoja. Ludwig II keskusteli Ranskan kuningas Ludwig XIV:n patsaan kanssa. Hän nukkui päivisin ja ajeli öisin loisteliailla vaunuillaan linnojensa ympäristössä. Keskeneräiseksi jääneessä Neuschwansteinin linnassaan Ludwig II ehti asua vain vajaa 200 päivää.

Ludwig II:n rakennusprojektit olivat mahdottoman kalliita ja hän velkaantui niiden myötä pahasti pankeille. Hän itse kuitenkin piti puheita rahasta vain pikkumaisena niuhottamisena, jolla koetettiin estää hänen suurien ideoidensa toteutuminen. Hän ei myöskään sietänyt sitä, että häntä vastustettiin, sillä hän oli ehdottoman itsevaltiuden kannattaja ja piti itseään Jumalan valitsemana hallitsija. Todellisuudessa hän oli perustuslaillisen monarkian päämies, jota ministerien muodostama kabinetti ohjaili. Vuonna 1885 Ludwig II oli jo niin velkojiensa vanki, että ulkomaiset rahoittajapankit uhkasivat takavarikoida hänen omaisuutensa.

Prinssi Luitpold Karl Joseph Wilhelm von Bayern (s. 12.3.1821 ja k. 12.12.1912) nousi Ludwig II:n jälkeen suvun jäsenenä hallitsijaksi, koska Ludwig II:n nuorempi veli, Otto, oli mielisairas. 9.6.1886 Baijerin hallitus ja Ludwig II:n setä, prinssi Luitpold, halusivat siirtää Ludwig II:n varhaiseläkkeelle ja se onnistui vain asettamalla hänet holhouksen alaiseksi parantumattoman mielisairautensa vuoksi. Neuschwansteinin linnaan saapui torstaina 10.6.1886 valtuuskunta Müchenistä vaatimaan kuningas Ludwig II:n eroa, mutta kuningas ei suostunut allekirjoittamaan paperia ja pidätti viestintuojat. Kahden päivän päästä hän kuitenkin luopui vallastaan ja hänet siirrettiin tarkkailtavaksi Bergin linnaan lähelle Müncheniä; täällä hänellä oli mahdollista tehdä valvottuja kävelyretkiä linnan ympäristössä. 13.6.1886 kävelyllä olleet Ludwig II ja häntä hoitava lääkäri, psykiatri Johann Bernhard Aloys von Gudden (s. 7.6.1824 ja k. 13.6.1886), löydettiin hukkuneina linnan lähellä olevasta Sternberginjärvestä. Bernhard von Gudden oli Ludwig II:n henkilökohtainen hovilääkäri ja yksi niistä neljästä lääkäristä, jotka olivat todistanut Ludwig II:n mielenvikaisuuden. Sijaishallitsijaksi noussut prinssi Luitpold määräsi kaikki Ludwig II:n rakennusprojektit välittömästi keskeytettäviksi; näin jäivät sekä Herrenchiemseen palatsi että Neuschwansteinin linna keskeneräisiksi. Seitsemän viikkoa Ludwig II:n kuoleman jälkeen Neuschwansteinin linna avattiin vierailijoille nähtäväksi, jotta rakentamisesta koituneet velat saatiin maksetuksi. Linna on edelleen tänäänkin samassa käytössä ja se on Baijerin alueella hyvin suosittu matkailukohde.