Грызуны и свиньи разделяют с некоторыми водными организмами способность использовать свой кишечник для дыхания, говорится в исследовании, опубликованном 14 мая в журнале. Med. Исследователи продемонстрировали, что доставка газообразного кислорода или насыщенной кислородом жидкости через прямую кишку является жизненно важным спасением для двух моделей дыхательной недостаточности у млекопитающих.
«Поддержка искусственного дыхания играет жизненно важную роль в клиническом ведении респираторной недостаточности из-за тяжелых заболеваний, таких как пневмония или острый респираторный дистресс-синдром», - говорит старший автор исследования Таканори Такебе (@TakebeLab) из Токийского медицинского и стоматологического университета и Детского отделения Цинциннати. Больничный медицинский центр. «Хотя побочные эффекты и безопасность должны быть тщательно изучены на людях, наш подход может предложить новую парадигму для поддержки тяжелобольных пациентов с дыхательной недостаточностью».
Некоторые водные организмы развили уникальные механизмы кишечного дыхания, чтобы выжить в условиях низкого содержания кислорода, используя органы, отличные от легких или жабр. Например, морские огурцы, пресноводные рыбы, называемые гольцами, и некоторые пресноводные сомы используют свой кишечник для дыхания. Но было много споров о том, обладают ли млекопитающие схожими способностями.
В новом исследовании Такебе и его сотрудники предоставляют доказательства кишечного дыхания у крыс, мышей и свиней. Во-первых, они разработали систему вентиляции кишечного газа для подачи чистого кислорода через прямую кишку мышей. Они показали, что без системы ни одна мышь не пережила 11 минут в условиях крайне низкого содержания кислорода. При газовой вентиляции кишечника к сердцу поступало больше кислорода, и 75% мышей пережили 50 минут обычно смертельных условий с низким содержанием кислорода.
Поскольку система вентиляции кишечного газа требует истирания мускулатуры кишечника, маловероятно, что это будет осуществимо с клинической точки зрения, особенно для тяжелобольных пациентов, поэтому исследователи также разработали альтернативу на основе жидкости с использованием оксигенированных перфторхимикатов. Эти химические вещества уже клинически доказали свою биосовместимость и безопасность для людей.
Система жидкостной вентиляции кишечника оказывала терапевтическое воздействие на грызунов и свиней, находящихся в нелетальных условиях с низким содержанием кислорода. Мыши, получавшие кишечную вентиляцию, могли ходить дальше в камере с 10% -ным кислородом, и больше кислорода достигало их сердца по сравнению с мышами, которые не получали кишечную вентиляцию. Подобные результаты были очевидны у свиней. Жидкостная вентиляция кишечника устраняет бледность и холод кожи и повышает уровень кислорода в них, не вызывая явных побочных эффектов. Взятые вместе, результаты показывают, что эта стратегия эффективна в обеспечении 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 коронавирусной болезнью 2019 г. (Covid-19.) пандемии, исследователи планируют расширить свои доклинические исследования и предпринять меры регулирования, чтобы ускорить путь к клинической трансляции.
"Недавний ТОРС-коронавирус-2 «пандемия подавляет клиническую потребность в аппаратах ИВЛ и искусственных легких, что приводит к критической нехватке доступных устройств и ставит под угрозу жизни пациентов во всем мире», - говорит Такебе. «Уровень артериальной оксигенации, обеспечиваемый нашей системой вентиляции, если ее масштабировать для использования человеком, вероятно, будет достаточным для лечения пациентов с тяжелой дыхательной недостаточностью, потенциально обеспечивая жизненно важную оксигенацию».
Ссылка: «Энтеральная вентиляция у млекопитающих улучшает дыхательную недостаточность» Рё Окабе, Тойофуми Ф. Чен-Йошикава, Йосуке Йонеяма, Юхей Йокояма, Сатона Танака, Акихико Йошизава, Венди Л. Томпсон, Гокул Каннан, Эйдзи Кобиэбэаши, Хиросанори Такэбэаши, Хиросанори Дате, Хиросанори. 14 мая 2021 г., Med.
DOI: 10.1016 / j.medj.2021.04.004
Эта работа была поддержана исследовательской программой по возникающим и вновь возникающим инфекционным заболеваниям, исследовательскими проектами по COVID-19 Японского агентства медицинских исследований и разработок, а также программой трансляционных исследований AMED и программой AMED по технологическим инновациям регенеративной медицины.
