Чтобы выжить в условиях низкого содержания кислорода, некоторые водные организмы развили уникальные механизмы кишечного дыхания. Например, морские огурцы, пресноводные рыбы (гольцы и некоторые сомы) используют для дыхания свой кишечник. Но было много споров о том, обладают ли похожими способностями млекопитающие.
В новом исследовании японские ученые представили доказательства кишечного дыхания у крыс, мышей и свиней, разработав систему вентиляции кишечного газа для подачи чистого кислорода через прямую кишку. В эксперименте ни один грызун без этой системы не вынес 11 минут пребывания в условиях крайне низкого содержания кислорода. При газовой вентиляции кишечника к сердцам животных поступало больше кислорода, и 75 % мышей выжили, пробыв 50 минут в таких смертельных условиях.
Поскольку система вентиляции кишечного газа требует истирания мускулатуры кишечника, она не подходит для тяжелых пациентов. Поэтому исследователи разработали альтернативу на основе жидкости с использованием химических веществ, уже клинически доказавших 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 в камере при подаче 10-процентного кислорода, которого в их сердца поступало больше, чем в эти органы контрольной группы. Подобные результаты были и у свиней. Жидкостная вентиляция кишечника избавила их кожу от бледности и охлаждения и повысила в ней уровень кислорода, не вызывая явных побочных эффектов. Результаты показывают, что эта стратегия эффективна в обеспечении кислородом, достигающим кровообращения и облегчающим симптомы дыхательной недостаточности в двух системах моделей для млекопитающих.
При поддержке Японского агентства медицинских исследований и разработок по борьбе с пандемией COVID-19 ученые планируют расширить свои доклинические исследования и предпринять меры для ускорения их перевода в клиники. Уровень артериальной оксигенации, обеспечиваемый этой системой вентиляции, вероятно, будет достаточным для лечения пациентов с диагностированной тяжелой дыхательной недостаточностью.
