老鼠，老鼠和豬都有一個秘密的超級大國：它們都可以用腸子呼吸，科學家通過將氧氣泵送到動物的屁股上發現了這一點。
你問為什麼要進行這樣的實驗？研究小組希望找到一種潛在的機械通氣的替代方法，這是一種醫療，機器將空氣推入患者的肺通過風管。呼吸機提供氧到肺部並有助於從血液中清除二氧化碳，但並不總是可用的機器。
在19號的早期大流行，例如，醫院面臨嚴重短缺的呼吸機，《紐約時報》報導。儘管醫生也可以使用一種稱為的技術體外膜氧合（ECMO），其中血液從體內抽出並用機器重氧，該過程具有固有的風險，例如出血和血凝塊；而且它通常比呼吸機更容易獲得，根據梅奧診所。
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為了尋找另一種解決方案，該研究作者從海參和稱為loaches的淡水魚等水生動物中汲取了靈感（Misgumus anguillicandatus），使用他們的腸進行呼吸。目前尚不清楚哺乳動物是否具有相似的能力，儘管一些科學家試圖在1950年代和1960年代。
高級作家Takanori Takebe博士說：“我們最初研究了一個小鼠模型系統，以查看是否可以輸送氧氣內部的氧氣。”
Tabebe告訴Live Science：“每次我們進行實驗時，我們都會感到非常驚訝。”
沒有腸道通風，老鼠放置在低氧環境中僅存活約11分鐘；隨著通風進入肛門，由於注入了氧氣，有75％的人倖存了50分鐘。然後，團隊在小鼠，大鼠和豬，他們發現了同樣有希望的結果。該團隊指出，根據他們5月14日在《期刊》上發表的發現，仍需要做更多的工作才能查看該方法是否安全有效。和。
“大流行強調了需要擴大重症疾病中通風和氧合的選擇，即使大流行消退，這種利基也將持續存在。在研究的評論中寫道。他寫道，如果經過進一步的評估，腸道通氣最終成為重症監護病房中的普遍做法，那麼這項新研究“將以歷史學家為標誌為主要科學貢獻”。
也就是說，俄羅斯的一個研究小組已經探索了在人類患者中使用腸道通風的想法，並於2014年首次對該方法進行了臨床試驗，如歐洲麻醉學雜誌。由Almazov國家醫學研究中心的教授兼重症監護室教授兼負責人瓦迪姆·馬祖魯克（Vadim Mazurok）博士領導的同一小組也已獲得專利方法和裝置用於將氧氣輸送到腸道中。在未來的臨床試驗中，Takebe和他的團隊可能會專注於在人類患者中使用含氧液體，但是Mazurok及其同事先前的工作為該方法樹立了先例。
熟悉Loach，Mouse和Pig Guts
在開始在囓齒動物的實驗之前，Takebe和他的同事們對Loach Guts非常熟悉。 Tabebe說，魚大多會通過g會吸收氧氣，但偶爾在暴露於低氧條件下時，Loaches會使用其一部分腸道進行氣體交換。實際上，由於缺乏氧氣，肛門附近的腸道組織的結構發生變化，因此附近血管的密度增加了與消化有關的液體的分泌。
Takebe說，這些微妙的變化使Loaches可以“更有效地吸收氧氣”。此外，Loach腸道的最外層（上皮）非常薄，這意味著氧氣可以輕鬆地滲透到組織到達下面的血管。為了在其小鼠模型中模擬這種結構，該團隊使用化學物質和各種機械程序將囓齒動物的腸道上皮變細。
然後，他們將小鼠放置在極低的氧氣條件下，並使用管子將氧氣泵入動物的屁股，然後將其泵入大腸。
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與腸道上皮沒有稀釋的小鼠相比，在實驗中，具有較薄上皮的小鼠的生存時間明顯更長 - 大多數存活的50分鐘比大約18分鐘。再次，老鼠沒有任何氧氣只能存活約11分鐘。除了存活更長的時間外，具有稀疏腸襯裡的群體表明，它們不再因氧氣而餓死。他們停止喘著氣或表現出心臟驟停的跡象，並在其專業中的氧氣壓力血管改進。
儘管最初的實驗表明氧氣可以通過腸道並進入循環Tabebe說，在人類患者中，將腸道上皮變薄可能是不可行的。
Takebe說，特別是在重病患者中，“我認為腸道的額外損害確實是危險的，因為治療的角度。”但是“在實驗過程中，我們意識到，即使是完整的腸道也具有一些，不是真正有效的，但可以交換氣體的能力，”這意味著可能有一種方法可以通過腸道引入氧氣而不先稀疏組織。
因此，在另一個實驗中，該團隊不用使用氧氣，而是嘗試了Pertluorodecalin（PFD），這是一種液態氟化合物，可以注入大量的氧氣。作者在報告中指出，液體已經用於人，例如用於嚴重呼吸窘迫的嬰兒的肺部。
液體也充當表面活性劑 - 一種減少表面張力的物質； Tabebe說，由於表面活性劑線條肺的空氣囊並有助於增強器官中的氣體交換，因此PFD可能會實現類似的腸道目的。
就像在氧氣實驗中一樣，氧化的PFD從放置在低氧腔中的作用中救出了小鼠，使囓齒動物能夠在其籠子上蜿蜒曲折，而不是沒有給予治療的小鼠。僅注射0.03盎司（1毫升）液體後，囓齒動物的改善持續了約60分鐘。
Takebe指出：“我們不太確定為什麼這種改善持續比原始期望更長。” “但是觀察確實可以再現且非常健壯。”
然後，團隊轉向呼吸衰竭的豬模型，在那裡他們將豬放在呼吸機上，只提供了低水平的氧氣，然後將PDF注射到豬的後代，並帶有長管。與未接受PFD治療的豬相比，給予PFD的豬在血液的氧飽和度方面有所改善，顏色和溫暖恢復到了皮膚。 13.5盎司（400毫升）的輸液進行了約18至19分鐘的進步，該團隊發現他們可以為豬提供額外的劑量，而不會顯著副作用。
該小組還測試了大鼠重複給藥的安全性，發現雖然它們的氧氣水平上升，但動物沒有明顯的副作用，器官損傷的標誌或流浪PFD在其細胞中徘徊。
在動物模型取得成功之後，Takebe表示，他的團隊希望明年某個時候開始對人類治療的臨床試驗。他說，他們可能會首先測試健康志願者中方法的安全性，並開始確定哪種劑量水平是合理的。但是，要使從動物到人類患者的跳躍，團隊將需要解決許多關鍵問題。
例如，治療可能會刺激迷走神經（一種連接腸道和大腦的長神經），因此試驗組織者可能應該在尋找副作用等副作用，例如血壓或暈厥。此外，與體內其他器官相比，較低的腸道含有相對較少的氧氣。他說，生活在腸道中的細菌和病毒群落適應這些低氧條件，突然輸注氧氣可能會破壞這些微生物。
凱利在評論中指出：“扭轉這種所謂的'生理缺氧'的後果是未知的。”他寫道，在人類中，確定可以將多少劑量的含氧液體安全地施用到腸道中，而不會引起腸道環境的意外變化。
此外，研究中的動物模型並不能完全反映患者在呼吸衰竭期間經歷哪些重症患者的經歷，這種疾病通常與感染，炎症和低血流量相吻合。因此，重病患者可能會考慮其他因素與囓齒動物和豬無關。 Tabebe說，根據給定患者的病情，他們可能需要更高或更低劑量的PFD - 所有這些細節都需要在以後的試驗中仔細評估。
編者註：這個故事於5月19日更新，以指出瓦迪姆·馬祖魯克（Vadim Mazurok）博士及其同事的先前工作，他們已為人類患者提供了腸道通風的專利方法。原始故事於5月14日出版。
最初發表在現場科學上。
