重口味研究:拯救呼吸困難者,或可以“灌腸”式通氣..._風聞
中国生物技术网-中国生物技术网官方账号-2021-05-16 14:47
氧氣是包括人類在內大多數動物賴以生存的必需物質,與水一樣被稱為“生命之源”。
此時,正在閲讀這篇文章的你,同時就伴隨着一個經常被我們忽略卻不可或缺的行為,即呼吸。呼吸使氧氣通過上呼吸道(鼻腔、咽部和喉部)進入肺部。在你呼出二氧化碳後,上述過程重複進行。就這樣一呼一吸,源源不斷地為身體提供生命之源。
大多數哺乳動物也都是通過這種呼吸方式來維持生命過程的。
然而,在新冠大流行席捲全球期間,許多國家的呼吸機和氧氣設備因嚴重短缺,導致無數患者因缺氧失去生命。
科學家們認為通過直腸輸送氧氣或許是一種新方法,它類似於灌腸的方式使呼吸困難的患者獲得氧氣。通過腸道呼吸聽起來非常奇怪,但實際上這已經發生在水生動物中。如海蔘、淡水鯰魚和淡水泥鰍已經進化出獨特的腸道呼吸機制,可以在廣泛缺氧的條件下生存。它們通過內臟呼吸來最大限度地提高其攝氧量。
那哺乳動物能做到這點嗎?
北京時間5月15日,發表在Cell子刊**《Med》上的一項最新研究中,來自日本東京醫科齒科大學研究所和京都大學領導的研究團隊決定找出這一問題的答案,以確定直腸呼吸機用於人類患者的可行性。**
他們在研究中證明了齧齒類動物和豬也可以通過腸道“呼吸”。
泥鰍的腸道是由非常薄的上皮層、豐富的毛細血管和紅細胞組成,在廣泛缺氧的環境中,紅細胞使腸腔獲得氧氣。為了模擬這種腸道呼吸物種的遠端腸上皮,研究人員擦傷了部分腸粘膜屏障,以使氧氣更有效地擴散。
在這項研究中,研究人員首先研究的是小鼠,通過氣道插管誘導動物缺氧。他們開發了一種氧氣通氣系統,在小鼠被麻醉後將其插入其肛門。然後,他們將腸道通氣的小鼠與未通氣的對照組小鼠進行了比較。
在對照組小鼠中,平均生存期為11分鐘;相反,接受腸道通氣且腸道完整的小鼠平均生存期為18分鐘;與此形成鮮明對比的是,在接受腸道通氣且腸粘膜屏障受損的小鼠中,75%存活了50分鐘。
這是一個令人吃驚的結果,表明要使氧氣最有效地輸送到腸腔需要磨損腸粘膜屏障。
然而,腸道損傷不太可能適用於人類患者,尤其是那些病得足以使腸道通氣成為一種選擇的患者,因此研究人員開始尋找替代方法。
他們轉向液態全氟化學品,這是一類氫原子被氟取代的化學物質。
它們具有許多特性,有良好的應用前景,包括高氣體溶解度以及其物理特性。過去,經歷過呼吸困難的患者已經使用液態全氟化學品通過部分填充其肺部以促進氧氣傳輸而獲得治療,並取得了不同程度的成功。因此,全氟化學品在臨牀上被認為是安全的。
接下來,研究人員試圖用氧氣富集全氟碳,並用它來治療小鼠、大鼠和豬。
他們將小鼠置於低氧室中進行實驗。結果顯示,接受全氟化碳通氣治療的小鼠比未經治療的小鼠能夠行走更長的時間,更多的氧氣到達它們的心臟。
為了進一步評估腸道通氣機制的治療潛力,研究人員在豬模型中進行了實驗。在非致死缺氧條件下,使用全氟化學腸道通氣後,麻醉豬的呼吸困難度降低。治療後,它們的皮膚變得紅潤,含氧量增加,且沒有明顯的副作用。
最後,大鼠也接受了治療,研究人員評估了它們身體吸收全氟化合物的情況,並確定了這種方案不會引起副作用。
研究通訊作者、東京醫科齒科大學和美國辛辛那提兒童醫院醫學中心的胃腸病學家Takanori Takebe説:“我們的通氣系統提供的動脈血氧飽和水平,如果按比例應用於人類,可能足以治療嚴重呼吸衰竭的患者,有可能提供拯救生命的血氧飽和。”
然而,關於腸道內的氧化機制研究人員表示還不清楚,這些數據值得進一步研究。
他們強調,儘管在臨牀前動物研究中顯示出顯著的短期安全性,但在將該方法廣泛應用於人類前,評估安全性是至關重要的。
論文鏈接:
https://doi.org/10.1016/j.medj.2021.04.004