Искусственная вентиляция кишечника: исследование японских ученых
Текущая пандемия COVID-19 наглядно продемонстрировала серьезную нехватку в дорогостоящих аппаратах ИВЛ и разработке новых методов газообмена в условиях острой дыхательной недостаточности (ОДН). Безусловно, существует также и экстракорпоральная мембранная оксигенация (ЭКМО), однако она недостаточна доступна для широкого использования из-за технологической сложности и сопряжена с определенными рисками, например, кровотечениями и тромбозами. Безопасная, доступная и простая альтернатива – ключевые критерии, на которые опирались ученые в работе над решением проблемы.
В поисках альтернативы японские ученые (Таканори Такебе с соавторами) черпали вдохновение, наблюдая за водными животными, такими как морские огурцы и пресноводные рыбы (вьюны или Misgumus anguillicandatus), которые используют свой кишечник для дыхания. Но до настоящего времени было неясно, обладают ли млекопитающие подобными способностями, хотя некоторые физиологи пытались ответить на этот вопрос еще в 50-60-х годах прошлого века.
В результате ряда экспериментов в условиях среды с низким содержанием кислорода было показано, что мыши без кислородной поддержки выживали в таких условиях только 11 минут, тогда как 75 % подопытных с вентиляцией кислорода в анальное отверстие выживало 18 минут, а после специального истончения слизистой кишечника уже 50 минут. Все дело в том, что чем тоньше слизистая, тем легче кислород может достигать кровеносных сосудов. Поэтому ученые дополнительно уменьшали толщину кишечной оболочки испытуемых за счет химических и механических воздействий. Также у животных с тонкой слизистойоболочкой кишечника исчезли признаки кислородного голодания – прошла одышка, также они не проявляли признаков сбоя сердечного ритма, а давление кислорода в их основных кровеносных сосудах улучшилось. Тем не менее, стоит признать, что истончение слизистой невозможно для пациентов, особенно находящихся в тяжелом состоянии.
Второй заход
После этого у ученых возникла идея использовать не газ, а насыщенную кислородом жидкость перфтордекалин (PFD), жидкий фторуглерод, в который можно ввести большое количество кислорода и углекислого газа. Эта жидкость уже используется в медицинской практике, например, для оксигенации легких младенцев с тяжелой респираторной недостаточностью. Другая особенность перфтордекалина – он действует как поверхностно-активное вещество, то есть снижает поверхностное натяжение. Таканори Такебе метко сравнил сурфактант и PFD – первый выстилает альвеолы легких и помогает повысить газообмен в органе, соответственно, PFD может выполнять аналогичную функцию в кишечнике.
Опыты проводились с мышами, крысами и свиньями – во всех случаях были получены аналогичные многообещающие результаты. PFD спасал мышей от гипоксии в камере с низким содержанием кислорода, позволяя грызунам бродить по своей клетке больше, чем мышам, не получавшим лечения. После всего лишь одного введения инъекции 1 миллилитра жидкости улучшения у грызунов сохранялись в течение примерно 60 минут – это намного дольше того, что ученые предполагали изначально. Данное наблюдение оказалось воспроизводимым и надежным.
Свинское дело
Затем команда перешла к модели респираторной недостаточности свиней, где они поместили свиней на вентиляцию и обеспечили только низкий уровень кислорода, а затем вводили PFD в задний проход свиней с помощью длинной трубки. По сравнению со свиньями, не получавшими PFD, у свиней, получавших PFD, улучшилось насыщение крови кислородом, а их кожа вернулась к нормальной температуре и цвету. 400 мл раствора PFD поддерживало эти улучшения в течение примерно 18-19 минут, и команда пронаблюдала, что можно давать свиньям дополнительные дозы PFD без заметных побочных эффектов. Ученые также проверили безопасность повторного введения и крысам: уровень кислорода у них повышался, и животные не проявляли заметных побочных реакций, маркеров повреждения органов или молекул PFD, оставшихся в клетках.
ИВК у людей
Тем не менее, предстоит еще много работы, чтобы доказать безопасность и эффективность применения данной методики у людей. Такебе заявил, что клинические испытания на людях планируются в следующем году. Однако для работы с людьми нужно будет учитывать следующие аспекты: лечение может потенциально стимулировать блуждающий нерв, соединяющий кишечник и мозг, поэтому возможны побочные реакции, такие как падение АД или обморок; кроме того, нижняя часть кишечника содержит относительно мало кислорода по сравнению с другими органами тела – кишечная микробиота адаптирована к условиям с низким содержанием кислорода, поэтому внезапное увеличение концентрации кислорода может нанести вред; также у тяжелобольных пациентов часто встречаются инфекции, воспаление и снижение кровотока – у подопытных животных подобных состояний не было.
Помимо всего прочего стоит подчеркнуть, что идея о параллельном применении ИВЛ и ИВК (искусственная вентиляция кишечника) звучит как перспективный метод лечения пациентов с самой тяжелой ОДН.
Обсудить последние новости со всеми коллегами России вы можете в чатах:
