Da bi preživele u ekstremnim uslovima, sa vrlo malo kiosenika duboko u okeanu, ribe i druga stvorenja razvili su izuzetnu sposobnost adaptacije na životnu sredinu. Na primer, morski pauci, čikovi i somovi razvili su sposobnost disanja kroz zadnjicu. I, oni možda nisu jedini koji dišu na taj način. Inspirisani životinjama koje mogu da dišu i uz pomoć drugih organa, naučnici pokušavaju da okriju da li bi i ljudi mogli to da izvedu, posebno u situaciji pandemije, kada često nema dovoljno respiratora za sve obolele.
Privremeno snabdevanje kiseonikom
Nedavna studija objavljena u časopisu Med sada ukazuje da bi sisari, uključujući i ljude, mogli da dišu i kroz zadnji deo tela. Naučnici tvrde da bi miševi, pacovi i svinje mogli da spreče pogubne posledice nedostatka kiseonika ako im se da klistir sa kiseonikom. Ali, da li bi ova nova metoda mogla da obezbedi privremeno snabdevanje kiseonikom dok pacijent čeka respirator, na primer?
Mogu li sisari da dišu zadnjicom?
Iako zadnjicu smatramo delom tela za pražnjenje otpada iz njega, ona je ujedno i „ulaz“ sa životno spasonosnim potencijalom. Na kraju krajeva, i ljudi i mnogi drugi sisari mogu da apsorbuju lekove rektalno. To je zato što u tom području ima mnogo krvnih sudova, što omogućava lak ulazak i još lakšu apsorpciju leka.
Ali, medicina je posebno dizajnirana da maksimalizuje procese apsorpcijueu telu. Kiseonik nema ni približno lak put do ulaska u krvotok kroz rektum i to zbog sluznice membrane koju sisari imaju u crevima. Postoje i važne anatomske razlike između ljudskog creva i creva riba, koje već koriste tu sposobnost. Životinje koje mogu da dišu uz pomoć zadnjice, imaju mnogo tanji epitel u crevima i mnogo manje sluzi. Tokom ranog razvoja diktira se struktura creva. Kada je taj proces kompletiran, zadnji kraj creva ostaje opremljen svim strukturama neophodnim za disanje (i razmenu gasova).
Sloj sluzi koji prekriva epitelne ćelije creva otežava proces
U prvom eksperimentu istraživači su koristili model nedostatka kiseonika kod miševa, sprečavajući ih da dišu plućima. Kontrolna grupa nije dobila crevnu ventilaciju, jedna grupa je primila kiseonik kroz analni kateter, a poslednjoj grupi je sloj sluzi na crevima bio „očišćen“ pre nego što je stavljena oprema za analnu ventilaciju.
Zanimljivo je da su miševi, koji su se snabdevali kiseonikom kroz anus, imali povišen nivo kiseonika u krvi. Poslednja grupa kojoj je takođe očišćena crevna sluz prošla je još bolje, preživevši najduže u uslovima nedovoljnog kiseonika – pet puta duže od kontrolne grupe. Ovaj eksperiment je dokazao da sisari mogu da dišu kroz zadnjicu, međutim, sloj sluzi koji prekriva epitelne ćelije creva otežava taj proces.
Skladištenje i isporuka kiseonika putem klistira
U kliničkom okruženju, čišćenje riblje sluzi iz creva nije zaista izvodljivo i ne zvuči kao prijatno iskustvo. Ali, korišćenje metode slične klistiru može da funkcioniše ubrizgavanjem sigurne tečnosti sa kiseonikom kroz zadnjicu. Ova tečnost, nazvana perfluorodekalin, mogla bi bezbedno da skladišti i isporučuje kiseonik putem klistira. Zbog svojstava ove tečnosti, ne mora da se briše sluz iz creva, što znači manje neprijatnosti i abrazije. Kiseonik ulazi u krvotok, dok ugljen dioksid izlazi. Pošto vrlo lako zadržava puno kiseonika i ugljen-dioksida, takođe se bezbedno isporučuje u pluća i već je u kliničkoj upotrebi.
U sledećem eksperimentu, miševi su stavljeni u komore sa samo 10 odsto kiseonika. Iako ovo nije smrtonosno, dovoljno je da izazove fiziološke efekte nedostatka kiseonika, odnosno hipoksiju. Miševi koji su primili perfluorodekalin opterećen kiseonikom rektalno su normalizovali oksigenaciju na normalne nivoe.
Bez neželjenih efekata tokom eksperimenta
Na pacovima i svinjama, istraživači su ponovili ove eksperimente otkrivši da dva dana eksperimenta nisu dovela do značajnih neželjenih efekata. Ono što je važno, difuzija i distribucija mnogih različitih lekova testiraju se kod svinja zbog sličnosti u fiziologiji. Iako autori nisu mogli da shvate kako tačno kiseonik prelazi u creva, oni su pokazali dovoljnu efikasnost da dozvole dodatna ispitivanja na životinjama i ljudima. Prema saopštenju za javnost, istraživački tim sa Japan Agency for Medical Research and Development radi na sprovođenju još eksperimenata i potencijalnom prelasku na ispitivanje na ljudima. Ovo bi moglo da poveća kapacitet mehaničke ventilacije u bolnicama tokom budućih izbijanja respiratornih bolesti.
Može li rektalna ventilacija umanjiti nedostatak respiratora?
Tokom covid 19 pandemije, mnoge bolnice suočile su se sa nedostatkom respiratora. Za vreme epidemije, mnogima će biti potrebno korišćenje ventilacije u proseku 15 dana, dok će nekolicini ljudi biti potrebno znatno više vremena. Respiratori nisu nešto što osoba može da koristi jedan dan. Prvi talas ljudi kojima su potrebni ventilatori primiće ih odmah. Međutim, neko kome pluća otkažu sledećeg dana možda će morati da preživi dve nedelje bez njega.
U intervjuu za The Scientist, Takanori Takebe, profesor na Institute of Research, Tokyo Medical and Dental University u Japanu, objasnio je kako je njegov otac hospitalizovan sa sindromom akutne respiratorne tegobe zbog hroničnog stanja pluća. Iz prve ruke je video koliko mehanička ventilacija može biti teška i štetna za telo.
Iako su respiratori zlatni standard za lečenje akutnog respiratornog distres sindroma, koji se javlja zbog infekcije covid 19, nisu uvek dostupni. U međuvremenu je potrebno više tehnika i strategija za isporuku kiseonika i sprečavanje hipoksije i smrti. Ako rektalna ventilacija može da funkcioniše kod ljudi, to će omogućiti lekarima da drže neke od ovih ljudi u stabilnom stanju, dok čekaju ventilator. Osim toga, pošto ne postoje patenti ili složene mehaničke komponente za postavljanje rektalne ventilacije, implementacija bi mogla da bude isplativa.
Ne može sve da se primeni na ljudima, ali…
Ali, ljudi nisu svinje, pacovi ili miševi. Mnoga neverovatna istraživanja i nalazi ne mogu da se prenose na ljude. Jedan problem ostaje nerešen – kako će pacijenti ili čak životinje primati rektalnu ventilaciju? Može li se klistir podesiti da olakša pražnjenje creva ili bi ovaj rezervoar mogao biti tehnologija? Takebe će naporno raditi na testiranju ove metode na modelima više životinja i uskoro potencijalnom kliničkom ispitivanju na ljudima.
Međutim, kompanija Respirogen Inc. može da pobedi njega i njegove kolege. Respirogen Inc. je registrovao kliničko ispitivanje radi procene bezbednosti ove metode kod zdravih ljudi. Šest zdravih dobrovoljaca doživeće indukovanu hipoksiju udisanjem mešavine gasova sa niskim sadržajem kiseonika. U ovoj studiji, ovi dobrovoljci će zatim primati kiseonik rektalno kako bi pratili da li ova metoda može uspešno da poveća nivo kiseonika i otkloni simptome hipoksije. Međutim, Respirogen Inc. će koristiti standardne klistire i postupke čišćenja kolonoskopijom kako bi smanjio šanse da će neko morati da vrši nuždu tokom ispitivanja.
Možda zvuči smešno, ali moglo bi da spsi živote
– U humanoj upotrebi za lečenje hipoksije, čišćenje debelog creva će se odvijati standardnim procedurama za pripremu klistira ili kolonoskopije, koje su dobro prihvaćene. Upotreba bolusa sa kiseonikom omogućava da se postupak obustavi i po potrebi ponovo pokrene kako bi se zadovoljila potreba pacijenta da se isprazni – objasnio je izvršni direktor Respirogen Inc. Bob Scribner i dodao da njihova tehnologija koristi bolus kiseonika, u osnovi mehurić gasa, koji se ubrizgava u zadnjicu i mogao bi se privremeno zaustaviti u slučaju nužde.
Naučnici ističu da sa najmanje dve različite grupe, koje rade na postizanju ovog cilja, konačno ćemo moći sa određenom sigurnošću reći da li ljudi mogu efikasno disati kroz zadnjicu. Takođe su poručili da ono što zvuči kao smešno pitanje može na kraju spasiti ljude koji nemaju brz pristup respiratoru.
