У дослідженні, опублікованому 14 травня в журналі, гризуни та свині мають спільну з деякими водними організмами здатність використовувати свій кишечник для дихання. Med. Дослідники продемонстрували, що доставка газоподібного кисню або насиченої киснем рідини через пряму кишку забезпечила життєво важливий порятунок для двох моделей дихальної недостатності у ссавців.
«Штучна респіраторна підтримка відіграє життєво важливу роль у клінічному лікуванні дихальної недостатності внаслідок важких захворювань, таких як пневмонія або гострий респіраторний дистрес-синдром», — каже старший автор дослідження Таканорі Такебе (@TakebeLab) з Токійського медичного та стоматологічного університету та дитячого центру Цинциннаті. Лікарняний медичний центр. «Хоча побічні ефекти та безпеку необхідно ретельно оцінити на людях, наш підхід може запропонувати нову парадигму для підтримки важкохворих пацієнтів із дихальною недостатністю».
Кілька водних організмів розвинули унікальні механізми кишкового дихання, щоб виживати в умовах низького вмісту кисню, використовуючи органи, відмінні від легенів і зябер. Наприклад, морські огірки, прісноводні риби, які називаються гольцами, і деякі прісноводні соми використовують свій кишечник для дихання. Але точаться жваві дискусії щодо того, чи мають ссавці подібні здібності.
У новому дослідженні Такебе та його співробітники надають докази наявності кишкового дихання у щурів, мишей і свиней. По-перше, вони розробили систему газової вентиляції кишечника для введення чистого кисню через пряму кишку мишей. Вони показали, що без системи жодна миша не вижила 11 хвилин в умовах надзвичайно низького вмісту кисню. Завдяки газовій вентиляції кишечника до серця надходило більше кисню, і 75% мишей пережили 50 хвилин нормально смертоносних умов з низьким вмістом кисню.
Оскільки система вентиляції кишкових газів потребує стирання слизової оболонки кишечника, це навряд чи буде клінічно здійсненним, особливо у важкохворих пацієнтів, тому дослідники також розробили альтернативу на основі рідини з використанням насичених киснем перфторхімічних речовин. Клінічно доведено, що ці хімікати є біосумісними та безпечними для людей.
Система кишкової рідинної вентиляції забезпечила терапевтичні переваги для гризунів і свиней, які піддавалися несмертельним умовам з низьким вмістом кисню. Миші, які отримували кишкову вентиляцію, могли ходити далі в камері з 10% киснем, і більше кисню досягало їхнього серця, порівняно з мишами, які не отримували кишкову вентиляцію. Подібні результати були очевидні у свиней. Кишкова рідинна вентиляція зменшувала блідість шкіри та холод і підвищувала рівень кисню, не викликаючи очевидних побічних ефектів. Взяті разом, результати показують, що ця стратегія є ефективною для забезпечення киснем, який досягає кровообігу, і полегшує симптоми дихальної недостатності в двох модельних системах ссавців.
За підтримки Японського агентства медичних досліджень і розвитку з боротьби з коронавірусною хворобою 2019 (COVID-19) пандемії, дослідники планують розширити свої доклінічні дослідження та вжити регуляторних заходів, щоб прискорити шлях до клінічного перекладу.
«Останній ТОРС-коронавірус-2 Пандемія перевищує клінічну потребу в апаратах штучної вентиляції легенів і штучних легенях, що призводить до критичної нестачі доступних пристроїв і ставить під загрозу життя пацієнтів у всьому світі», – каже Такебе. «Рівень артеріальної оксигенації, який забезпечує наша вентиляційна система, якщо її масштабувати для застосування людиною, ймовірно, буде достатнім для лікування пацієнтів із важкою дихальною недостатністю, потенційно забезпечуючи життєво необхідну оксигенацію».
Довідка: «Ентеральна вентиляція ссавців полегшує дихальну недостатність» Рьо Окабе, Тойофумі Ф. Чен-Йосікава, Йосуке Йонеяма, Юхей Йокояма, Сатона Танака, Акіхіко Йошізава, Венді Л. Томпсон, Гокул Каннан, Ейдзі Кобаясі, Хіроші Дате та Таканорі Такебе, 14 травня 2021 р. Med.
DOI: 10.1016/j.medj.2021.04.004
Ця робота була підтримана Дослідницькою програмою нових і повторних інфекційних захворювань, дослідницькими проектами щодо COVID-19 Японського агентства медичних досліджень і розвитку, а також програмою трансляційних досліджень AMED і програмою AMED для технологічних інновацій регенеративної медицини.
