让人惊讶:哺乳动物可以用它们的肠道呼吸
啮齿动物和猪与某些水生生物呼吸的能够使用他们的肠子,这一研究出现在5月14日的《华尔街日报》上。研究表明,氧气的交付或含氧液体通过直肠提供至关重要的救援。
东京医科大学和辛辛那提儿童医院医疗中心的资深研究作者Takanori Takebe 说:“人工呼吸支持在肺炎或急性呼吸窘迫综合征等严重疾病引起的呼吸衰竭的临床管理中发挥着重要作用。”“尽管副作用和安全性需要在人类中彻底评估,但我们的方法可能提供一个新的范式来支持呼吸衰竭的危重患者。”
一些水生生物已经进化出独特的肠道呼吸机制,因此可以在低氧条件下生存,使用器官而不是肺或鳃。例如,海参、泥鳅淡水鱼和某些淡水鲶鱼用它们的肠道进行呼吸。但哺乳动物是否也有类似的能力一直备受争议。
在新的研究中,研究人员提供了大鼠、小鼠和猪的肠道呼吸的证据。首先,他们设计了一个肠道气体通气系统,通过小鼠的直肠输送纯氧。他们发现,如果没有这个系统,没有小鼠能在极低的氧气条件下存活11分钟。通过肠道气体通气,更多的氧气到达心脏,75%的小鼠在通常致命的低氧条件下存活了50分钟。
由于肠道气体通风系统需要对肠道粘膜进行磨损,因此在临床上不太可能可行,尤其是对重症患者——因此研究人员还开发了一种使用含氧全氟化学品的液体替代方案。这些化学物质已经被临床证明具有生物相容性和对人类的安全性。
肠道液体通风系统为暴露在非致命低氧条件下的啮齿动物和猪提供了治疗益处。与没有接受肠内通气的小鼠相比,接受肠内通气的小鼠在10%的氧气舱中可以走得更远,到达心脏的氧气也更多。类似的结果在猪身上也很明显。肠道液体通气逆转了皮肤的苍白和寒冷,增加了他们的氧气水平,没有产生明显的副作用。
综上所述,研究结果表明,在两种哺乳动物模型系统中,这种策略在提供氧气到达循环和缓解呼吸衰竭症状方面是有效的。
在日本医学研究开发署(Japan Agency for Medical Research and Development)的支持下,研究人员计划扩大其临床前研究,并采取监管措施,加快临床转化的路径。
Takebe说:“最近的SARS-CoV-2大流行超出了对呼吸机和人工肺的临床需求,导致可用设备严重短缺,并危及全世界患者的生命。”“我们的通风系统提供的动脉氧合水平,如果适用于人类,很可能足以治疗严重呼吸衰竭的患者,有可能提供拯救生命的氧合。”
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Med, Okabe et al: "EVA: Enteral ventilation via anus ameliorates respiratory failure in mammalian" https://www.cell.com/med/fulltext/S2666-6340(21)00153-7