Niektóre ryby mają zdolność oddychania jelitowego. Oznacza to, że mogą pobierać tlen przez jelita z połkniętego wcześniej powietrza. Naukowcy przypuszczali, że ssaki też mogą być do tego zdolne. Udowodnili to w maju tego roku.
Zespół badaczy pod kierunkiem Takanoriego Takebego z Uniwersytetu Medycznego i Stomatologicznego w Tokio i z Centrum Medycznego Szpitala Dziecięcego w Cincinnati wykazał, że myszy i świnie mogą oddychać przez jelita. Badacze zaprojektowali sztuczny system, który zapewniał wentylację czystym tlenem poprzez odbyt myszy – urządzenie, które można porównać do jelitowego respiratora.
Gryzonie podłączone do niego, którym podawano czysty tlen, przeżywały nawet 50 minut. Czysty tlen uszkadzał jednak błonę śluzową jelit. Dlatego badacze opracowali inny sposób.
Lewatywa tlenem sposobem na wzrost saturacji
Wykorzystali perfluorowęglowodory (PFC), wcześniej już testowane w medycynie jako nośniki tlenu. Pozwoliło to na zmniejszenie jego stężenia. Taka forma – czyli ciekła wentylacja jelitowa z użyciem PFC nasyconego tlenem – okazała się skuteczna i nieszkodliwa dla zwierząt. Dało to nadzieję na przełom w leczeniu niewydolności oddechowej wśród ludzi.
– Trwająca pandemia COVID-19 zwiększyła 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 – mówił wtedy Takanori Takebe.
Jest lepszy sposób na podawanie tlenu przez jelita
Teraz inny zespół (z Uniwersytetu Kolorado oraz Uniwersytetu Nebraski) przeprowadził podobny eksperyment. Wykazał przy tym, że perfluorowęglowodory nie są potrzebne. Tlen do jelit można dostarczyć zamknięty w mikroskopijnych pęcherzykach tłuszczu. Mają do 20 mikrometrów średnicy, czyli mniej niż średnica ludzkiego włosa.
Dwunastu świniom utrudniono dostęp do tlenu (robiono to w sposób humanitarny w płytkiej narkozie). Gdy saturacja, czyli wysycenie ich krwi tlenem, spadła do 66 procent, zastosowano wlewy przez okrężnicę zawierające mikropęcherzyki. W ciągu dwóch i pół godziny podniosło to saturację do 81 procent.
Ten sposób podawania tlenu do organizmu, jak się okazało, ma przewagę nad poprzednimi testowanymi metodami. To, że organizmowi dostarczy się tlen, jest niezwykle ważne. Jednak równie istotne jest, by odebrać z niego dwutlenek węgla. Mikropęcherzyki, jak wykazał eksperyment, mogą jedno i drugie – zawartość dwutlenku węgla we krwi zwierząt spadła. Tego perfluorowęglowodory nie potrafiły.
Badania kliniczne rozpoczną się już w przyszłym roku
Ma to duże znaczenie. Niezależnie od ilości tlenu we krwi, nadmiar dwutlenku powoduje dezorientację i panikę. Powyżej pewnego progu prowadzi do drgawek, utraty przytomności i śmierci. Jego usuwanie jest więc równie ważne jak dostarczanie tlenu.
W przypadku prób na zwierzętach (a w przyszłości na ludziach) ze zdrowymi płucami nie ma to znaczenia – dwutlenek i tak zostaje wydalony przez płuca. Jeśli jednak ten sposób podawania tlenu ma zastąpić uszkodzone płuca, dwutlenek węgla z organizmu trzeba jakoś usunąć. Mikropęcherzyki wydają się być zdolne do spełnienia tej roli.
Dodatkową zaletą nowej metody jest to, że łatwiej będzie uzyskać pozwolenie na jej użycie medyczne. Mikropęcherzyki można wytworzyć w substancjach już dopuszczonych do stosowania dojelitowego.
Firma założona przez Takebego zamierza przeprowadzić próby kliniczne z wykorzystaniem PFC na ludziach w przyszłym roku. Respirogen, firma założona do skomercjalizowania metody przetestowanej właśnie na świniach, nie ogłosiła jeszcze, kiedy rozpocznie badania kliniczne.
Źródło: New Scientist, University of Colorado Boulder, BioRxiv