14 мая журнал Med опубликовал исследование, в котором утверждается о наличии способности у грызунов и свиней использовать кишечник для дыхания. Ранее подобное наблюдалось только у некоторых водных организмов. Исследователи показали, что доставка кислорода или насыщенной кислородом жидкости через прямую кишку спасла животных при двух типах дыхательной недостаточности.
«Искусственная респираторная поддержка играет ключевую роль в клиническом лечении дыхательной недостаточности, возникшей из-за тяжёлых заболеваний, таких как пневмония или острый респираторный дистресс-синдром, — сказал ведущий автор исследования Таканори Такебе, сотрудник Токийского медико-стоматологического университета и Детского клинического медицинского центра в Цинциннати. — Ещё предстоит доказать клиническую безопасность и эффективность для людей, но наш подход может предложить новую парадигму по поддержке критически больных пациентов с респираторными заболеваниями».
Некоторые водные организмы развили уникальный механизм дыхания через кишечник для выживания в условиях пониженного содержания кислорода. Например, морской огурец, рыбки из семейства вьюновых и некоторые сомы используют свой кишечник для дыхания. Вопрос о наличии этой способности у млекопитающих оставался спорным.
В новом исследовании Такебе со своими коллегами приводит доказательства наличия способности дышать кишечником у крыс, мышей и свиней. Они разработали систему вентиляции кишечного газа для введения кислорода через прямую кишку мышей. Без указанной системы мыши без доступа к кислороду умирали через 11 минут. С изобретённым устройством до сердца доставлялось больше кислорода, и 75% мышей жили до 50 минут в условиях экстремально низких показателей кислорода.
Поскольку изобретённая система вентиляции предполагает истирание слизистой кишечника, её клиническое использование маловероятно, особенно у тяжелобольных пациентов. Поэтому исследователи разработали альтернативу в виде жидкости с использованием оксигенированных перфторохимических веществ. Эти химические вещества уже доказали свою безопасность и биологическую совместимость по отношению к людям.
Система жидкостной вентиляции кишечника поддерживала грызунов и свиней, находящихся в нелетальных условиях ограничения кислорода. Мыши с жидкостной вентиляцией дольше гуляли по камерам с десятипроцентным содержанием кислорода, чем мыши без новой системы. Похожие результаты наблюдались у свиней. Жидкостная вентиляция восстановила цвет и температуру кожи и повысила уровень кислорода в их крови без видимых побочных эффектов. Стратегия оказалась эффективной в обеспечении организма кислородом, который достигает кровообращения и облегчает симптомы дыхательной недостаточности в двух модельных системах млекопитающих.
При поддержке Японского агентства медицинских исследований и разработок по борьбе с COVID-19 исследователи планируют расширить свои доклинические исследования и предпринять шаги для ускорения пути к переводу в клиническое использование.
«Пандемия SARS-CoV-2 увеличивает клиническую потребность в аппаратах искусственной вентиляции лёгких и искусственных лёгких, что приводит к критической нехватке доступных устройств и ставит под угрозу жизнь пациентов во всем мире, — сказал Такебе. — Уровня артериальной оксигенации, обеспечиваемого нашей системой вентиляции, при масштабировании для применения на людях может быть достаточно для лечения пациентов с тяжёлой дыхательной недостаточностью, обеспечивая жизненно необходимую оксигенацию».