Возможно, удастся перепрофилировать кишечник для дыхания, когда откажут легкие
Врач Таканори Такебе (Takanori Takebe) доказал, что млекопитающие могут получать кислород через задний проход. Но возможно ли это и практично ли для людей, у которых проблемы с дыханием, — вопрос открытый.
Таканори Такебе решил выяснить, могут ли люди дышать через задницу.
Как врач и биолог, изучающий стволовые клетки, Такебе проводит большую часть своего времени, пытаясь создать в лабораторных условиях печень для лечения органной недостаточности. Несколько лет назад, когда его отец заболел пневмонией и ему пришлось подключиться к аппарату искусственной вентиляции легких, он начал изучать дыхание задним ходом.
“Я был действительно потрясен тем, насколько это инвазивно”, — говорит Такебе из медицинского центра детской больницы Цинциннати в Огайо и Университета Осаки в Японии. Такебе беспокоился о том, как эта процедура может повлиять на его отца, которому уже удалили часть легкого из—за перенесенной инфекции, и о том, что у его отца не будет других вариантов, если аппарата искусственной вентиляции легких окажется недостаточно. Это заставило Такебе задуматься, есть ли какой-нибудь способ помочь пациентам получать кислород в организм без вмешательства легких.
Таканори Такебе (слева) вдохновился на изучение альтернативных методов дыхания, когда его отец (справа) заболел пневмонией и ему понадобился аппарат искусственной вентиляции легких. Т. Такебе
Вдохновение пришло, когда аспирант принес в лабораторию Такебе книгу, в которой описывалось, как различные животные получают кислород через кожу, гениталии или кишечник. Например, пресноводные рыбы, называемые гольцами, могут заглатывать воздух в дополнение к жаберному дыханию в воде с низким содержанием кислорода.
Имея опыт работы в области гастроэнтерологии, Такебе знал, что желудочно-кишечный тракт человека богат кровеносными сосудами. Вот почему клизмы могут доставлять лекарства в кровоток. Такебе подозревал, что, возможно, кислород также может попадать из кишечника в кровоток.
Такебе и его коллеги разработали метод, похожий на клизму, при котором в прямую кишку вводится жидкость под названием перфтордекалин. Эта жидкость, которая уже используется в некоторых медицинских процедурах, может насыщать организм кислородом. Когда жидкость высвобождает этот кислород в организм, в ее химической структуре открывается пространство для поглощения “выдыхаемого” углекислого газа.
В экспериментах на мышах и свиньях клизмы с этой жидкостью, богатой кислородом, помогали животным выжить в условиях низкого содержания кислорода. Каждая доза в 400 миллилитров повышала уровень кислорода в крови свиней примерно на 19 минут. Команда Такебе поделилась этими результатами в журнале Med в 2021 году. Дальнейшие испытания на свиньях, о которых сообщалось в 2023 году, показали, что этот метод может улучшить уровень кислорода у животных на срок до получаса.
Такебе отчетливо помнит, как во время этих экспериментов образцы крови свиней меняли цвет с мутного, с низким содержанием кислорода, на более яркий, насыщенный кислородом красный. “Это был момент моего восхищения”, — говорит он, что свидетельствует о том, что эта безумная идея действительно может сработать.
В 2024 году эта работа получила Шнобелевскую премию — дерзкую награду за науку, которая заставляет людей сначала смеяться, а затем задумываться. “Большое вам спасибо за то, что поверили в потенциал ануса”, — сказал Такебе на церемонии награждения, надев шляпу в форме вьюна.
Теперь исследователи проверили безопасность анального дыхания на людях. Двадцати семи здоровым добровольцам мужского пола в Японии ввели в задний проход дозу перфтордекалина, не содержащего кислорода, и попросили их подержать это в течение часа. Те, кто принимал наименьшую дозу, получили дозу в 25 миллилитров. Самая большая доза составила целых 1,5 литра — максимальное количество, разрешенное для жидкостей с “контрастным веществом”, используемых при рентгеновском сканировании желудочно-кишечного тракта.
Четверо из шести мужчин в группе, получавшей 1,5 литра жидкости, были вынуждены досрочно прекратить прием жидкости из-за болей в желудке. Но большинство из тех, кто употреблял до 1 литра, чувствовали себя довольно хорошо, если не считать вздутия живота и легкого дискомфорта в животе, сообщает команда Takebe в журнале Med от 12 декабря. Исследование финансировалось компанией EVA Therapeutics, стартапом, одним из основателей которого был Такебе.
Будущие клинические испытания покажут, действительно ли обогащенная кислородом версия жидкости доставляет кислород в кровь людей. Как бы ни был взволнован Такебе этой работой, он признает, что другие врачи и ученые реагируют на нее неоднозначно.
Одним из серьезных скептиков является Джон Лаффи, клиницист и исследователь, специализирующийся на остром респираторном дистресс-синдроме в Университете Голуэя в Ирландии. Исследователи должны сосредоточиться на совершенствовании методов лечения, которые поддерживают легкие, а не привлекать другие части тела для выполнения работы легких, говорит Лаффи. “Легкие, даже поврежденные, всегда будут обеспечивать газообмен лучше, чем любой другой орган, потому что для этого они и созданы”.
Даже если технически люди могут получать кислород через кишечник, для постоянной кислородной поддержки потребуется множество клизм, снова и снова. “Литр перфтордекалина переносит 500 миллилитров кислорода”, — говорит Лаффи. “Мы используем 250 миллилитров в минуту…. Приведенный здесь предварительный расчет показал бы, что просто очень трудно представить, как это будет работать”.
Кевин Гиббс, врач-реаниматолог из медицинской школы Университета Уэйк Форест в Уинстон-Сейлеме, Северная Каролина, более заинтригован этим предложением. “Это определенно вызвало у меня удивление”, — говорит Гиббс. “Как человек, который лечит множество людей с низким уровнем кислорода, я склонен считать себя врачом, у которого все выше пояса”. Но подача кислорода через черный ход — если будет доказано, что это работает, — может оказаться полезной в некоторых случаях, говорит он.
По словам Гиббса, когда врачам нужно вставить трубку в горло пациента, чтобы подключить его к аппарату искусственной вентиляции легких, эта минутная процедура может привести к опасному снижению уровня кислорода у пациента. “Что я нахожу захватывающим, так это то, что если это лекарство сработает… возможно, вы сможете ввести его, и тогда у них внезапно появится реальный приток кислорода на то время, которое потребуется вам, чтобы безопасно подключить кого—то к системе жизнеобеспечения — и это было бы потрясающе”.
Takebe также предлагает использовать кишечный кислород в качестве дополнения к другим видам поддержки дыхания или в качестве краткосрочной меры, когда другие методы лечения недоступны. “Возможно, мы сможем применить это в экстренных ситуациях, например, при перевозках из больницы в больницу или в процедурах скорой помощи”, — говорит он. Но до этого будущего еще много лет и клинических испытаний.
Что отец Такебе думает о дыхании ягодицами как о возможном способе помочь таким пациентам, как он? “Папа доволен”, — говорит Такебе. “Он всегда предлагает стать объектом нашего эксперимента». Конечно, это привело бы к серьезному конфликту интересов, добавляет Такебе. Но он ценит поддержку.