Redakcja Sztosowe
Jelita kojarzą się większości z nas z układem trawiennym. Jednak najnowsze doniesienia naukowe mogą całkowicie zmienić spojrzenie na poszczególne układy w naszym organizmie. Z badań wynika bowiem, że jelita mogą być wykorzystywane także do oddychania!
Jak na razie odkryto te niezwykłe zdolności jedynie u niektórych ssaków – świń oraz gryzoni, ale nic nie stoi na przeszkodzie, by wykonywać dalsze badania i pogłębiać naszą wiedzę w tej dziedzinie. Może ona mieć znaczący wpływ na medycynę.
Dzięki tego rodzaju odkryciom dowiadujemy się bowiem, że istnieją alternatywne formy leczenia układu oddechowego do tych, które są nam obecnie znane. To może zmienić obraz medycyny w ciągu najbliższych lat i uratować setki istnień!
Alternatywne odychanie
Ssaki, w tym ludzie, oddychają tak, że za pomocą górnych dróg oddechowych dostarczają do płuc powietrze, w którym znajduje się tlen. Tą samą drogą następnie usuwamy te składniki powietrza, których nasz organizm nie potrzebuje.
Okazuje się, że to samo jest możliwe przy użyciu jelit! Choć brzmi to dość kontrowersyjnie, to jest prawdziwe. Dodatkowo, ssaki nie są pierwszymi organizmami, które posiadają taką umiejętność.
Już dawno zaobserwowano ją u niektórych organizmów morskich, które wykorzystują oddychanie przez jelita w warunkach, gdzie nie występuje duża ilość tlenu. Umożliwia to maksymalizację ilości tlenu pozyskiwanego z otoczenia.
Nowe możliwości wentylecyjne
Zdolności, które naukowcy zaobserwowali między innymi u sumów, zmusiły badaczy do postawienia sobie dwóch zasadniczych pytań. Czy ludzie potrafią oddychać za pomocą jelit? W jaki sposób taka umiejętność może być wykorzystywana w medycynie?
Udzielenie odpowiedzi na pierwsze pytanie wymagało pewnej podróży w przeszłość. Natomiast odpowiedź na pytanie numer dwa szybko się nasunęła. Oddychanie przez jelita mogłoby pomóc pacjentom, gdy inne sposoby wentylacji w stanach zagrożenia nie byłyby możliwe.
Taki rodzaj oddychania mógłby więc po prostu ratować ludzkie życie. Niewydolność oddechowa jest bowiem zjawiskiem częstym, które wymaga sztucznego wspomagania oddychania. Aby było ono możliwe konieczne jest posiadanie i umiejętne obsługiwanie specjalistycznego sprzętu.
Podróż w czasie
Temat oddychanie za pomocą organów innych niż płuca przewijał się w historii i był wielokrotnie badany w ubiegłym wieku. Nie przyniosło to jednak żadnych rezultatów, ale naukowcy mogli wrócić do starych eksperymentów i na ich podstawie podjąć się kolejnych badań.
Mogłoby się wydawać, że przy tak rozwiniętej medycynie, jaką mamy dzisiaj, nie musimy sięgać do tak niezbadanych i obcych metod leczenia. To jednak błędne założenie. Pandemia pokazała, że stan techniczne naszych szpitali pozostawia wiele do życzenia.
W razie zagrożenia niemożliwe jest zapewnienie sztucznych płuc czy wentylacji wszystkim pacjentom, którzy tego wymagają. Jeśli poznamy, jak oddychają nasze jelita, to będzie mieli alternatywną formę leczenia.
Badania na świniach i myszach
Nim naukowcy będą mogli rozpocząć jakiekolwiek badania w tym kierunku na ludziach, najpierw muszą podjąć się badań na zwierzętach. W tym celu postanowiono wykorzystać najpierw świnie oraz myszy.
Najpierw zaprojektowano system wentylacji jelitowej. Później na krótki czas pozbawiono zwierzęta tlenu. U 4 z 11 mysz rozrzedzono błonę śluzową jelit, by możliwe było lepsze wchłanianie tlenu, który aplikowano przez odbyt.
Badanie miało pokazać, czy jelita zwierząt są w stanie przyjmować tlen na tyle, by utrzymać je przy życiu w warunkach, w których występowała skrajnie mała ilość tlenu.
Przebieg eksperymentu
W tym etapie eksperymentu wzięły udział 4 zwierzęta, które miały rozrzedzaną błonę śluzową jelit oraz 4 myszy, które nie zostały poddane tego rodzaju zabiegowi. Następnie 8 zwierząt podłączono do systemu wentylacji jelitowej a 3 nie.
Zapewniono im wówczas warunki, w których występowała skrajnie mała ilość tlenu – miały one spowodować stan niewydolności płucnej. 3 myszy, które nie zostały podłączone do respiratora przeżyły w tych warunkach średnio 11 minut.
Pozostałe myszy wytrzymały 18 minut w takich warunkach. Godzinny eksperyment, w którym sprawdzano możliwość oddychania przez jelita, przeżyły jedynie 3 z 4 mysz, które miały rozrzedzaną błonę śluzową jelit.
Efekty badań
Choć badania mogłyby się wydawać obiecujące na pierwszy rzut oka, to zdaniem naukowców nie wypadły one najlepiej. Zakończyły się śmiercią większości uczestników eksperymentu, co nie jest najlepszą prognozą na przyszłość, jeśli chodzi o leczenie ludzi.
Dodatkowo, przeżyły jedynie te myszy – i to nie wszystkie – które miały rozrzedzaną błonę śluzową jelit. U ludzi podobny zabieg, który zwiększyłby przyswaja tlenu i umożliwił przeżycie, nie byłby możliwy ani etyczny.
Naukowcy postanowili zatem sięgnąć po inne rozwiązania, które w przeciwieństwie do rozrzedzania błony śluzowej jelit, mogłyby być później wykorzystywane na ludziach. Tym razem wykorzystano do nich także świnie.
Kolejny eksperyment
W kolejnym eksperymencie naukowcy postanowili wykorzystać perfluorowęglowodory. Są to chemikalia w pełni bezpieczne dla ludzi, które posiadają cechy pożądane przez autorów eksperymentu. Przede wszystkim są doskonałymi nośnikami tlenu.
Dotychczas wykorzystywano je w trakcie leczenia pacjentów, którzy zmagali się z niewydolnością płuc. Płynne związki aplikowano im do układu oddechowego, aby zwiększyć przyswajalność tlenu. Tym razem naukowcy postanowili je zaaplikować zwierzętom.
Padło na trzy niedotlenione myszy oraz siedem niedotlenionych świń. Aplikacja odbywała się przez odbyty zwierząt. Dwie myszy oraz pięć świń otrzymało dodatkowo roztwór soli, który został im zaaplikowany do jelit.
Wyniki eksperymentu
W trakcie eksperymentu okazało się, że zwierzęta, które otrzymały do jelita sól czuły się znacznie gorzej od tych, którym jej nie zaaplikowano. Gdy u dwóch mysz oraz pięciu świń poziom tlenu we krwi drastycznie spadał, u innych wzrastał.
Naukowcy zaobserwowali, że mimo początkowego niedotlenienia, poziom tlenu we krwi u wentylowanych świń wzrastał o około 15%. Oznacza to, że perfluorowęglowodory łagodziły objawy niedotlenienia.
Autorzy eksperymentów podkreślają, że potwierdzają one zdolność ssaków do oddychania za pomocą jelit. Jednak aby wykorzystanie tej wiedzy było możliwe u ludzi potrzebne są kolejne badania, które potwierdziłyby bezpieczeństwo całego procesu.
