Niektóre gatunki morskich stworzeń, jak np. strzykwy czy ryby zaliczane do kozowców i sumów mają wykształconą zdolność oddychania jelitowego. Oznacza to, że procesy zachodzące w tylnym odcinku ich jelita umożliwiają im pobieranie tlenu z połkniętego wcześniej powietrza. Pomaga im to przetrwać w wodzie o niskiej zawartości tlenu.
Naukowcy przypuszczali, że ssaki też mogą być do tego zdolne, ale do niedawna brakowało na to dowodów. Teraz wiadomo, że jest to możliwe – prawdopodobnie także u ludzi.
Myszy podłączone do respiratora przez odbyt
Jak czytamy na łamach czasopisma „Med”, naukowcy pod wodzą Takanoriego Takebego z Uniwersytetu Medycznego i Stomatologicznego w Tokio oraz Centrum Medycznego Szpitala Dziecięcego w Cincinnati udowodnili, że myszy i świnie mogą oddychać przez jelita.
Najpierw zaprojektowali sztuczny system, który zapewniał wentylację czystym tlenem poprzez odbyt myszy. To urządzenie można porównać do jelitowego respiratora.
Gryzonie z grupy kontrolnej w warunkach ekstremalnie niskiego poziomu tlenu przetrwały jedynie 11 minut. 75% tych, które zostały podłączone do jelitowego respriatora, przeżyło nawet 50 minut.
– System wspomaganego oddychania odgrywa istotną rolę w leczeniu niewydolności oddechowej powstałej w wyniku takich chorób jak zapalenie płuc i zespół ostrej niewydolności oddechowej. U części pacjentów można by podawać tlen przez jelita. Ale nie wiemy jeszcze, jakie efekty uboczne mogą wystąpić u ludzi ani jakie zasady bezpieczeństwa trzeba będzie stosować – zastrzega Takanori Takebe.
Lewatywa z tlenem przetestowana na świniach
System stworzony przez naukowców prawdopodobnie nie nadaje się do wykorzystania w przypadku ludzi. Podawanie czystego tlenu przez odbyt u myszy sprawiło, że uszkodzeniu uległa błona śluzowa jelita.
Dlatego powstał też alternatywny system, oparty na płynie z dużą zawartością tlenu. Płyn bazuje na związkach zwanych perfluorowęglowodorami (PFC), wcześniej już testowanymi w medycynie jako nośniki tlenu. Taka forma oddychania przez jelito – można ją porównać do tlenowej lewatywy – powinna już być bezpieczna dla człowieka.
System ciekłej wentylacji jelitowej został sprawdzony na gryzoniach i świniach przebywających w warunkach niskotlenowych, które nie zagrażały ich życiu. Myszy mogły dzięki temu pokonać o 10 proc. większą odległość niż osobniki z grupy kontrolnej.
Analizy wykazały też, że więcej tlenu dotarło do ich układu krążenia. Podobne wyniki osiągnięto w przypadku świń, którym zaaplikowano tlenową lewatywę.
W planach testy podawania tlenu przez jelita z udziałem ludzi
Wyniki badań pokazują, że system stworzony przez naukowców jest efektywny w przypadku dwóch gatunków ssaków – w tym świń, których fizjologia jest bardzo podobna do ludzkiej. Daje to nadzieję na przełom w leczeniu niewydolności oddechowej wśród ludzi. Podawanie tlenu przez jelita mogłoby być pomocne w walce z chorobą taką jak COVID-19.
– Trwająca pandemia COVID-19 zwiększyła w szpitalach zapotrzebowanie na sztuczne systemy wentylacji organizmu, czyli respiratory oraz sztuczne płuca. Takich urządzeń mamy niewiele, a ich obsługa jest trudna. Poziom natlenienia zapewniany przez nasze rozwiązanie, po przeskalowaniu go do rozmiarów człowieka, jest prawdopodobnie wystarczający, aby leczyć osoby z niewydolnością oddechową – mówi Takanori Takebe.
Naukowcy planują przeprowadzać dalsze badania, aby w przyszłości wynaleziony przez nich system mógł być zastosowany u ludzi. Będzie można go wykorzystać chociażby w leczeniu zaburzeń oddychania po COVID-19.
Źródło: Med.