Τα ποντίκια, οι αρουραίοι και οι χοίροι έχουν μια μυστική “υπερδύναμη”: μπορούν να αναπνεύσουν μέσω των εντέρων τους. Αυτό ανακάλυψε ερευνητική ομάδα στην Ιαπωνία, καθώς αναζητούσε μια εναλλακτική λύση στη διασωλήνωση. Οι αναπνευστήρες που χρησιμοποιούν οι γιατροί, παρέχουν οξυγόνο στους πνεύμονες και βοηθούν στην απομάκρυνση του διοξειδίου του άνθρακα από το αίμα. Ωστόσο, όπως έδειξε και η πανδημία, αυτά τα μηχανήματα δεν είναι πάντα διαθέσιμα.
Αν και οι γιατροί μπορούν να χρησιμοποιήσουν μια άλλη μέθοδο που ονομάζεται οξυγόνωση εξωσωματικής μεμβράνης (ECMO)- όπου το αίμα αντλείται από το σώμα και επαναξυγονώνεται με ένα μηχάνημα- η διαδικασία αυτή ενέχει εγγενείς κινδύνους, όπως αιμορραγία και θρόμβους αίματος, και είναι λιγότερο διαθέσιμη από τους αναπνευστήρες, σύμφωνα με την Mayo Clinic.
Σε αναζήτηση μιας άλλης λύσης, οι συγγραφείς της μελέτης άντλησαν έμπνευση από υδρόβια ζώα, όπως θαλασσινά αγγούρια (Ολοθουροειδή) και φιδόψαρα γλυκού νερού (Misgumus anguillicandatus), τα οποία χρησιμοποιούν τα έντερά τους για αναπνοή. Δεν είναι ακόμα σαφές εάν οι άνθρωποι και άλλα θηλαστικά έχουν παρόμοιες δυνατότητες, αν και ορισμένοι επιστήμονες προσπάθησαν να απαντήσουν στο ερώτημα αυτό στις δεκαετίες του 1950 και του 1960.
«Αρχικά κοιτάξαμε ένα σύστημα-μοντέλου ποντικιού για να δούμε αν θα μπορούσαμε να παρέχουμε αέριο οξυγόνο ενδοπρωκτικά», δήλωσε ο ανώτερος συγγραφέας Δρ Τακανόρι Τακέμπε, καθηγητής στο Ιατρικό και Οδοντιατρικό Πανεπιστήμιο του Τόκιο και διευθυντής στο Κέντρο έρευνας Βλαστοκυττάρων και οργανοειδών στο Νοσοκομείο Παίδων του Σινσινάτι.
Τα ποντίκια που δεν έλαβαν οξυγόνο και τοποθετήθηκαν σε περιβάλλον χαμηλού οξυγόνου επέζησαν για περίπου 11 λεπτά. Αντίθετα, το 75% των τρωκτικών που είχαν λάβει οξυγόνο, επέζησε για 50 λεπτά. Στη συνέχεια, η ομάδα χρησιμοποίησε υγρό οξυγόνο σε ποντίκια, αρουραίους και χοίρους, και βρήκαν παρόμοια αποτελέσματα. Η ομάδα σημείωσε ότι χρειάζεται περαιτέρω έρευνα για να διαπιστωθεί εάν η προσέγγιση είναι ασφαλής και αποτελεσματική στους ανθρώπους, σύμφωνα με άρθρο των Ιαπώνων επιστημόνων που δημοσιεύθηκε στις 14 Μαΐου στο περιοδικό «Med».
«Η πανδημία έχει επισημάνει την ανάγκη περαιτέρω επιλογών διασωλήνωσης και οξυγόνωσης και αυτό θα ισχύει ακόμη και όταν υποχωρήσει η πανδημία, καθώς θα υπάρξουν περιπτώσεις όπου η διασωλήνωση δεν θα είναι εφικτή ή θα είναι ανεπαρκής», έγραψε σχολιάζοντας τα ευρήματα της έρευνας, ο Δρ. Κάλεμπ Κέλλυ, κλινικός συνεργάτης στη Σχολή Ιατρικής του Γιέιλ.
Πριν ξεκινήσουν τα πειράματά τους σε τρωκτικά, η ομάδα εξοικειώθηκε πολύ με τα έντερα. Τα ψάρια λαμβάνουν οξυγόνο ως επί το πλείστων μέσω των βραγχίων τους, αλλά περιστασιακά, όταν εκτίθενται σε συνθήκες χαμηλού οξυγόνου, τα φιδόψαρα χρησιμοποιούν ένα μέρος των εντέρων τους για ανταλλαγή αερίων, δήλωσε ο Τακέμπε. Στην πραγματικότητα, σε απάντηση στην έλλειψη οξυγόνου, η δομή των ιστών του εντέρου κοντά στον πρωκτό αλλάζει, με αποτέλεσμα η πυκνότητα των γειτονικών αιμοφόρων αγγείων να αυξάνεται και η έκκριση των υγρών που σχετίζονται με την πέψη, να μειώνεται.
Αυτές οι ανεπαίσθητες αλλαγές επιτρέπουν στα φιδόψαρα να «απορροφούν το οξυγόνο πιο αποτελεσματικά. Επιπλέον, η εξώτατη επένδυση του εντέρου των ψαριών αυτών είναι πολύ λεπτή, πράγμα που σημαίνει ότι το οξυγόνο μπορεί να διαπεράσει εύκολα τον ιστό για να φθάσει στα αιμοφόρα αγγεία από κάτω, αναφέρουν οι ερευνητές. Για την προσομοίωση αυτής της δομής στα μοντέλα του ποντικιού, η ομάδα αραίωσε το επιθήλιο του εντέρου των τρωκτικών, χρησιμοποιώντας χημικές ουσίες και διάφορες μηχανικές διαδικασίες. Έπειτα τοποθέτησε τα ποντίκια υπό συνθήκες εξαιρετικά χαμηλού οξυγόνου και χρησιμοποίησε ένα σωλήνα για την άντληση αερίου οξυγόνου στων πρωκτό των ζώων και στο παχύ έντερο.
Τα ποντίκια με το λεπτότερο επιθήλιο επέζησαν περισσότερο χρόνο από τα άλλα, με τα περισσότερα να επιβιώνουν 50 λεπτά σε σύγκριση με τα άλλα ποντίκια τα οποία επέζησαν για περίπου 18 λεπτά. Τα τρωκτικά που δεν έλαβαν οξυγόνο επέζησαν μόνο για περίπου 11 λεπτά. Εκτός από το γεγονός ότι επέζησαν περισσότερο, τα ποντίκια με το λεπτό επιθήλιο, έδειξαν ότι δεν χρειάζονταν οξυγόνο, καθώς είχαν σταματήσει να ασθμαίνουν ή να εμφανίζουν σημάδια καρδιακής ανακοπής, ενώ η πίεση οξυγόνου στα κύρια αιμοφόρα αγγεία τους επίσης βελτιώθηκε.
Αν και αυτό το αρχικό πείραμα έδειξε ότι το οξυγόνο θα μπορούσε να περάσει μέσα από το έντερο και στην κυκλοφορία του αίματος, η αραίωση του επιθηλίου του εντέρου πιθανότατα δεν θα ήταν εφικτή σε ανθρώπους και ιδιαίτερα σε βαριά ασθενείς, είπε ο Τακέμπε.
«Νομίζω ότι η πρόσθετη βλάβη στο έντερο θα ήταν πραγματικά επικίνδυνη», συνέχισε ο Τακέμπε. Ωστόσο, «κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, συνειδητοποιήσαμε ότι ακόμη και το άθικτο έντερο έχει κάποια- αν και όχι πολύ αποτελεσματική- ικανότητα ανταλλαγής των αερίων, σημείωσε, πράγμα που σημαίνει ότι μπορεί να υπάρχει τρόπος εισαγωγής οξυγόνου μέσω του εντέρου, χωρίς να χρειαστεί να πειραχθούν οι ιστοί.
Έτσι σε ένα άλλο πείραμα, αντί να χρησιμοποιήσει αέριο οξυγόνο, η ομάδα δοκίμασε την υπερφθοροδεκαλίνη (PFD), έναν υγρό φθοράνθρακα που μπορεί να εγχυθεί μαζί με μεγάλη ποσότητα οξυγόνου. Το υγρό χρησιμοποιείται ήδη στα βρέφη που πάσχουν από σοβαρή αναπνευστική δυσχέρεια.
Το υγρό δρα επίσης ως επιφανειοδραστικό – μια ουσία που μειώνει την επιφανειακή τάση. Δεδομένου ότι ένα τασιενεργό ευθυγραμμίζει τους αερόσακους των πνευμόνων και βοηθά στην ενίσχυση της ανταλλαγής αερίων στο όργανο, η PFD μπορεί να εκπληρώσει παρόμοιο σκοπό στα έντερα, εκτιμούν πο ερευνητές.
Όπως και στα πρώτα πειράματα, η οξυγονωμένη PFD έσωσε τα ποντίκια, επιτρέποντας τους να περιφέρονται στο κλουβί τους για περισσότερη διάρκεια συγκριτικά με εκείνα που δεν είχαν λάβει την θεραπεία. Μετά από μία μόνο ένεση 1 ml υγρού, η κατάσταση των τρωκτικών βελτιώθηκε για περίπου 60 λεπτά.
Η ομάδα στη συνέχεια προχώρησε σε ένα μοντέλο χοίρου με αναπνευστική ανεπάρκεια. Διασωλήνωσαν χοίρους στους οποίους παρείχαν χαμηλό επίπεδο οξυγόνου και έγχυσαν την ουσία PDF στους πρωκτούς τους με έναν μακρύ σωλήνα. Η κατάσταση των χοίρων που έλαβαν τη συγκεκριμένη θεραπεία βελτιώθηκε ως προς τον κορεσμό οξυγόνου του αίματος και το χρώμα, ενώ η θερμοκρασία του σώματός τους επανήλθε σε κανονικά επίπεδα.
A 13.5 oz (400 ml) infusion sustained these improvements for about 18 to 19 minutes, and the team found that they could give additional doses to the pigs without noticeable side effects.
Μια έγχυση 400 ml της ουσίας PDF, βελτίωσε την κατάσταση των ζώων για περίπου 18 με 19 λεπτά και η ομάδα διαπίστωσε ότι θα μπορούσαν να δώσουν επιπλέον δόσεις στους χοίρους χωρίς αξιοσημείωτες παρενέργειες.
Η ομάδα εξέτασε επίσης την ασφάλεια της επαναλαμβανόμενης δόσης σε αρουραίους και διαπίστωσε ότι, ενώ τα επίπεδα οξυγόνου τους αυξήθηκαν, τα ζώα δεν είχαν αξιοσημείωτες παρενέργειες, δείκτες βλάβης οργάνων ή PFD που να παρέμειναν στα κύτταρα τους.
Ωστόσο, θα είναι σημαντικό να καθοριστεί πόσες δόσεις οξυγονωμένου υγρού θα μπορούσαν να χορηγηθούν στους ανθρώπους με ασφάλεια στο έντερο χωρίς να προκαλέσουν ακούσιες αλλαγές στο εντερικό περιβάλλον, έγραψε ο Κέλλυ. Επιπλέον, ενδέχεται να υπάρχουν επιπλέον παράγοντες που θα πρέπει να λαμβάνονται υπόψη σε βαριά ασθενείς.
Μετά από αυτήν την επιτυχία σε ζωικά μοντέλα, ο Τακέμπε ελπίζει να ξεκινήσει μια κλινική δοκιμή με ανθρώπους κάποια στιγμή το επόμενο έτος. Θα ξεκινήσει πιθανώς δοκιμάζοντας την ασφάλεια της προσέγγισης σε υγιείς εθελοντές με σκοπό να υπολογίσει τα κατάλληλα επίπεδα δόσης, είπε. Ωστόσο, για να κάνει το άλμα από ζώα σε ανθρώπους, η ομάδα θα πρέπει να απαντήσει σε μια σειρά κρίσιμων ερωτήσεων.
Για παράδειγμα, η θεραπεία θα μπορούσε ενδεχομένως να διεγείρει το νεύρο του κόλπου – ένα μακρύ νεύρο που συνδέει το έντερο και τον εγκέφαλο – οπότε οι επιστήμονες θα πρέπει πιθανώς να ελέγχουν για παρενέργειες όπως πτώση της αρτηριακής πίεσης ή λιποθυμία, σημείωσε ο Τακέμπε. Επίσης, το κάτω έντερο περιέχει σχετικά λίγο οξυγόνο σε σύγκριση με άλλα όργανα του σώματος. Η κοινότητα βακτηρίων και ιών που ζουν στο έντερο είναι προσαρμοσμένη σε αυτές τις συνθήκες χαμηλού οξυγόνου και μια ξαφνική έγχυση οξυγόνου μπορεί να διαταράξει αυτά τα μικρόβια, είπε.
ΠΗΓΗ: Live Science
Κάνε like στη σελίδα μας στο Facebook
Ακολούθησε μας στο Twitter
Κάνε εγγραφή στο κανάλι μας στο Youtube
– Αναφέρεται ως πηγή το ertnews.gr στο σημείο όπου γίνεται η αναφορά.
– Στο τέλος του άρθρου ως Πηγή
– Σε ένα από τα δύο σημεία να υπάρχει ενεργός σύνδεσμος