老鼠，老鼠和猪都有一个秘密的超级大国：它们都可以用肠子呼吸，科学家通过将氧气泵送到动物的屁股上发现了这一点。
你问为什么要进行这样的实验？研究小组希望找到一种潜在的机械通气的替代方法，这是一种医疗，机器将空气推入患者的肺通过风管。呼吸机提供氧到肺部并有助于从血液中清除二氧化碳，但并不总是可用的机器。
在19号的早期大流行，例如，医院面临严重短缺的呼吸机，《纽约时报》报道。尽管医生也可以使用一种称为的技术体外膜氧合（ECMO），其中血液从体内抽出并用机器重氧，该过程具有固有的风险，例如出血和血凝块；而且它通常比呼吸机更容易获得，根据梅奥诊所。
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为了寻找另一种解决方案，该研究作者从海参和称为loaches的淡水鱼等水生动物中汲取了灵感（Misgumus anguillicandatus），使用他们的肠进行呼吸。目前尚不清楚哺乳动物是否具有相似的能力，尽管一些科学家试图在1950年代和1960年代。
高级作家Takanori Takebe博士说：“我们最初研究了一个小鼠模型系统，以查看是否可以输送氧气内部的氧气。”
Tabebe告诉Live Science：“每次我们进行实验时，我们都会感到非常惊讶。”
没有肠道通风，老鼠放置在低氧环境中仅存活约11分钟；随着通风进入肛门，由于注入了氧气，有75％的人幸存了50分钟。然后，团队在小鼠，大鼠和猪，他们发现了同样有希望的结果。该团队指出，根据他们5月14日在《期刊》上发表的发现，仍需要做更多的工作才能查看该方法是否安全有效。和。
“大流行强调了需要扩大重症疾病中通风和氧合的选择，即使大流行消退，这种利基也将持续存在。在研究的评论中写道。他写道，如果经过进一步的评估，肠道通气最终成为重症监护病房中的普遍做法，那么这项新研究“将以历史学家为标志为主要科学贡献”。
也就是说，俄罗斯的一个研究小组已经探索了在人类患者中使用肠道通风的想法，并于2014年首次对该方法进行了临床试验，如欧洲麻醉学杂志。由Almazov国家医学研究中心的教授兼重症监护室教授兼负责人瓦迪姆·马祖鲁克（Vadim Mazurok）博士领导的同一小组也已获得专利方法和设备用于将氧气输送到肠道中。在未来的临床试验中，Takebe和他的团队可能会专注于在人类患者中使用含氧液体，但是Mazurok及其同事先前的工作为该方法树立了先例。
熟悉Loach，Mouse和Pig Guts
在开始在啮齿动物的实验之前，Takebe和他的同事们对Loach Guts非常熟悉。 Tabebe说，鱼大多会通过g会吸收氧气，但偶尔在暴露于低氧条件下时，Loaches会使用其一部分肠道进行气体交换。实际上，由于缺乏氧气，肛门附近的肠道组织的结构发生变化，因此附近血管的密度增加了与消化有关的液体的分泌。
Takebe说，这些微妙的变化使Loaches可以“更有效地吸收氧气”。此外，Loach肠道的最外层（上皮）非常薄，这意味着氧气可以轻松地渗透到组织到达下面的血管。为了在其小鼠模型中模拟这种结构，该团队使用化学物质和各种机械程序将啮齿动物的肠道上皮变细。
然后，他们将小鼠放置在极低的氧气条件下，并使用管子将氧气泵入动物的屁股，然后将其泵入大肠。
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与肠道上皮没有稀释的小鼠相比，在实验中，具有较薄上皮的小鼠的生存时间明显更长 - 大多数存活的50分钟比大约18分钟。再次，老鼠没有任何氧气只能存活约11分钟。除了存活更长的时间外，具有稀疏肠衬里的群体表明，它们不再因氧气而饿死。他们停止喘着气或显示心脏骤停的迹象，并在其专业中氧气压力血管改进。
尽管最初的实验表明氧气可以通过肠道并进入循环Tabebe说，在人类患者中，将肠道上皮变薄可能是不可行的。
Takebe说，特别是在重病患者中，“我认为肠道的额外损害确实是危险的，因为治疗的角度。”但是“在实验过程中，我们意识到，即使是完整的肠道也具有一些，不是真正有效的，但可以交换气体的能力，”这意味着可能有一种方法可以通过肠道引入氧气而不先稀疏组织。
因此，在另一个实验中，该团队不用使用氧气，而是尝试了Pertluorodecalin（PFD），这是一种液态氟化合物，可以注入大量的氧气。作者在报告中指出，液体已经用于人，例如用于严重呼吸窘迫的婴儿的肺部。
液体也充当表面活性剂 - 一种减少表面张力的物质； Tabebe说，由于表面活性剂线条肺的空气囊并有助于增强器官中的气体交换，因此PFD可能会实现类似的肠道目的。
就像在氧气实验中一样，氧化的PFD从放置在低氧腔中的作用中救出了小鼠，使啮齿动物能够在其笼子上蜿蜒曲折，而不是没有给予治疗的小鼠。仅注射0.03盎司（1毫升）液体后，啮齿动物的改善持续了约60分钟。
Takebe指出：“我们不太确定为什么这种改善持续比原始期望更长。” “但是观察确实可以再现且非常健壮。”
然后，团队转向呼吸衰竭的猪模型，在那里他们将猪放在呼吸机上，只提供了低水平的氧气，然后将PDF注射到猪的后代，并带有长管。与未接受PFD治疗的猪相比，给予PFD的猪在血液的氧饱和度方面有所改善，颜色和温暖恢复到了皮肤。 13.5盎司（400毫升）的输液进行了约18至19分钟的进步，该团队发现他们可以为猪提供额外的剂量，而不会显着副作用。
该小组还测试了大鼠重复给药的安全性，发现虽然它们的氧气水平上升，但动物没有明显的副作用，器官损伤的标志或流浪PFD在其细胞中徘徊。
在动物模型取得成功之后，Takebe表示，他的团队希望明年某个时候开始对人类治疗的临床试验。他说，他们可能会首先测试健康志愿者中方法的安全性，并开始确定哪种剂量水平是合理的。但是，要使从动物到人类患者的跳跃，团队将需要解决许多关键问题。
例如，治疗可能会刺激迷走神经（一种连接肠道和大脑的长神经），因此试验组织者可能应该在寻找副作用等副作用，例如血压或晕厥。此外，与体内其他器官相比，较低的肠道含有相对较少的氧气。他说，生活在肠道中的细菌和病毒群落适应这些低氧条件，突然输注氧气可能会破坏这些微生物。
凯利在评论中指出：“扭转这种所谓的'生理缺氧'的后果是未知的。”他写道，在人类中，确定可以将多少剂量的含氧液体安全地施用到肠道中，而不会引起肠道环境的意外变化。
此外，研究中的动物模型并不能完全反映患者在呼吸衰竭期间经历哪些重症患者的经历，这种疾病通常与感染，炎症和低血流量相吻合。因此，重病患者可能会考虑其他因素与啮齿动物和猪无关。 Tabebe说，根据给定患者的病情，他们可能需要更高或更低剂量的PFD - 所有这些细节都需要在以后的试验中仔细评估。
编者注：这个故事于5月19日更新，以指出瓦迪姆·马祖鲁克（Vadim Mazurok）博士及其同事的先前工作，他们已为人类患者提供了肠道通风的专利方法。原始故事于5月14日出版。
最初发表在现场科学上。
