Кишечное дыхание у млекопитающих: как вентиляция через прямую кишку спасает от нехватки кислорода

Некоторые водные организмы развили уникальные механизмы кишечного дыхания для выживания в условиях нехватки кислорода. Например, морские огурцы, гольцы и некоторые сомы используют для дыхания свой кишечник. Однако долгое время оставалось неясным, обладают ли подобной способностью млекопитающие.

Японские учёные представили доказательства кишечного дыхания у крыс, мышей и свиней. Они разработали систему вентиляции кишечного газа для подачи чистого кислорода через прямую кишку. В эксперименте ни один грызун без этой системы не выдержал 11 минут в условиях крайне низкого содержания кислорода.

При газовой вентиляции кишечника к сердцам животных поступало больше кислорода. В результате 75% мышей выжили, пробыв 50 минут в смертельных условиях.

Поскольку система газовой вентиляции требует нарушения слизистой кишечника, она не подходит для тяжёлых пациентов. Исследователи разработали альтернативу на основе жидкости, используя биосовместимые и безопасные для человека вещества.

Система жидкостной вентиляции кишечника оказывала терапевтическое воздействие на грызунов и свиней в условиях нелетального низкого содержания кислорода. Мыши, получавшие такую вентиляцию, могли ходить в камере при 10% кислороде, и в их сердца поступало больше кислорода, чем у контрольной группы.

Подобные результаты были и у свиней. Жидкостная вентиляция устранила бледность и охлаждение их кожи, повысив в ней уровень кислорода без явных побочных эффектов.

Эта стратегия эффективно обеспечивает поступление кислорода в кровообращение и облегчает симптомы дыхательной недостаточности у двух моделей млекопитающих.

При поддержке Японского агентства медицинских исследований и разработок учёные планируют расширить доклинические исследования. Цель — ускорить внедрение методики в клиническую практику. Обеспечиваемый системой уровень оксигенации крови, вероятно, достаточен для лечения пациентов с тяжёлой дыхательной недостаточностью.