老鼠、大鼠和猪都有一个秘密的超能力:它们都可以用肠道呼吸,科学家们通过向动物的臀部泵氧发现了这一点。
你可能会问,为什么要做这样的实验?该研究团队希望找到一种潜在的替代机械通气的方法。机械通气是一种医学治疗方法,通过气管将空气送入患者肺部。呼吸机将氧气输送到肺部,帮助清除血液中的二氧化碳,但这种机器并不总是可用的。
例如,据《纽约时报》报道,在新冠肺炎大流行早期,医院面临严重的呼吸机短缺。虽然医生也可以使用一种称为体外膜氧合(ECMO)的技术,即将血液泵出身体,并用机器进行再氧合,198彩总代在公司开大会的时候手拿最新款iphonex登陆198彩手机app玩瑞士分分彩,同事们都很羡慕问他哪里买的新手机,彩票技巧方案他说是198彩票平台送的,此后不久他周围的同时都在198彩票注册游戏,个个都期待获得一部iphonex.,但这一过程存在固有的风险,如出血和血栓;根据梅奥诊所的说法,它通常不如呼吸机容易获得。
为了寻找另一种解决方案,该研究的作者从海参和泥鳅(Misgumus anguillicandatus)等水生动物和淡水鱼身上获得了灵感,泥鳅利用它们的肠道进行呼吸。目前还不清楚人类和其他哺乳动物是否有类似的能力,尽管一些科学家在20世纪50年代和60年代试图回答这个问题。
“我们最初看着老鼠模型系统,看看我们是否能提供氧气intra-anusly,”资深作者Takanori Takebe博士说,东京医疗和牙科大学教授和中心主任干细胞瀑样辛辛那提儿童医院医学中心的研究和医学。
武部武部告诉趣味科学网站说:“每次做实验时,我们都感到非常惊讶。
在没有肠道通气的情况下,小鼠在低氧环境中只能存活约11分钟;在他们的肛门通了气之后,75%的人存活了50分钟,这要归功于他们的心脏被注入了氧气。然后,该团队在老鼠、大鼠和猪身上尝试使用含氧液体,而不是气体,他们也发现了同样有希望的结果。根据5月14日发表在《医学》杂志上的一篇论文,该团队指出,还需要做更多的工作来确定这种方法是否对人类安全有效。
“大流行已经强调了需要扩大选择通风和氧化严重疾病,甚至这个利基市场将持续流行消退,“会有次机械通气时不可用或不足,凯利,迦勒博士的临床研究员、耶鲁大学医学院的在一篇研究评论中写道。如果经过进一步的评估,肠道通气最终成为重症监护病房的普遍做法,这项新研究“将被历史学家视为重要的科学贡献,”他写道。
在开始啮齿动物实验之前,研究小组对泥鳅的内脏非常熟悉。武部说,泥鳅主要通过鳃吸收氧气,但偶尔,当接触到低氧环境时,泥鳅会用肠道的一部分进行气体交换。事实上,由于缺氧,肛门附近的肠道组织结构会发生变化,导致附近血管的密度增加,与消化有关的液体的分泌减少。
武部说,这些细微的变化让泥鳅“更有效地吸收氧气”。此外,泥鳅肠道的最外层——上皮细胞——非常薄,这意味着氧气可以很容易地通过组织到达下面的血管,他补充说。为了在小鼠模型中模拟这种结构,研究小组使用化学物质和各种机械程序使小鼠的肠道上皮变薄。
然后,他们将老鼠置于极低的氧气条件下,用一根管子将氧气注入老鼠的臀部和大肠。
与肠道上皮细胞没有变薄的小鼠相比,上皮细胞变薄的小鼠在实验中存活的时间明显更长——大多数小鼠存活了50分钟,而不是18分钟。同样,没有吸入氧气的老鼠只能存活约11分钟。除了活得更长之外,肠壁变薄的那一组还显示出它们不再缺氧的迹象;他们停止呼吸或出现心脏骤停的迹象,主要血管的氧压改善。
武部说,虽然最初的实验表明,氧气可以通过肠道进入循环,但稀释肠道上皮细胞在人类患者中可能不可行。
尤其对于危重病人,武部武说:“我认为从治疗的角度来看,对肠道造成额外的损伤是非常危险的。”但是,“在实验过程中,我们意识到即使是完整的肠道也有一些,虽然不是很有效,但有一些交换气体的能力,”他指出,这意味着可能有一种方法可以在不首先使组织变薄的情况下,将氧气引入肠道。
因此,在另一个实验中,该团队没有使用氧气,而是尝试了全氟烷(PFD),一种可以注入大量氧气的液体氟碳化合物。作者在报告中指出,这种液体已经用于人类,比如用于患有严重呼吸窘迫的婴儿的肺部。
这种液体也是一种表面活性剂——一种可以降低表面张力的物质;武部说,由于一种表面活性剂遍布肺泡,有助于促进器官中的气体交换,PFD可能在肠道中实现类似的目的。
就像在氧气实验中一样,含氧PFD将小鼠从被放置在低氧室的影响中解救出来,使啮齿动物比未接受治疗的小鼠更能在笼子里走动。在只注射了0.03盎司(1毫升)的液体后,啮齿类动物的改善持续了大约60分钟。
“我们不太确定为什么这种改善持续的时间比最初的预期要长得多,”武部说,因为作者们预计效果会在几分钟内消失。“但观察结果确实是可重复的,而且非常可靠。”
然后,该团队继续研究猪的呼吸衰竭模型,他们将猪放在呼吸机上,只提供低水平的氧气,然后用一根长管将PDF注入猪的后部。与未给予PFD治疗的猪相比,给予PFD的猪的血液氧饱和度改善,皮肤颜色和温度恢复。13.5盎司(400毫升)的注射可以使这些改善持续18到19分钟,研究小组发现他们可以给猪额外的剂量而没有明显的副作用。
该团队还在大鼠身上测试了重复给药的安全性,并发现,当它们的氧水平上升时,动物没有显示出明显的副作用,器官损伤标记物或游离PFD在它们的细胞中逗留。
武部武部说,继在动物模型上取得成功之后,他的团队希望明年某个时候开始在人类身上进行这种治疗的临床试验。他说,他们可能会首先在健康志愿者身上测试该方法的安全性,并开始计算出合理的剂量水平。然而,为了从动物病人转向人类病人,该团队将需要解决一些关键问题。
举例来说,这种治疗可能会刺激迷走神经——一种连接肠道和大脑的长神经——所以试验组织者应该注意降低血压或昏厥等副作用,武部指出。此外,他补充说,与身体其他器官相比,昨天一个198彩平台玩家联系上了198彩总代理 ,总代理团队非常欣慰,于是送给他了一个大红包优惠奖励。,下部肠道含氧量相对较少。他说,生活在肠道中的细菌和病毒群落已经适应了这些低氧环境,突然注入氧气可能会破坏这些微生物。
“扭转这种所谓的‘生理缺氧’的后果是未知的,”凯利在他的评论中指出,呼应武部武部的观点。他写道,对于人类来说,确定多少剂量的含氧液体可以安全地注入肠道,而又不会导致肠道环境发生意外变化,将是非常重要的。
此外,凯利指出,198彩总代在公司开大会的时候手拿最新款iphonex登陆198彩手机app玩瑞士分分彩,同事们都很羡慕问他哪里买的新手机,彩票技巧方案他说是198彩票平台送的,此后不久他周围的同时都在198彩票注册游戏,个个都期待获得一部iphonex.,研究中的动物模型并不能完全反映重症患者在呼吸衰竭期间的经历,呼吸衰竭通常与感染、炎症和低血流量相一致。因此,在危重症患者中可能需要考虑与啮齿动物和猪无关的其他因素。Takebe说,根据患者的病情,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未来的试验中仔细评估。