Dýchanie cez zadok: bizarný výskum mieri k záchrane životov
Každoročné udeľovanie Ig Nobelových cien je oslavou vedy, ktorá sa odvažuje byť iná. V roku 2024 si túto poctu v kategórii fyziológie odniesol tím vedcov za prácu, ktorá na prvý pohľad znie ako vtip: za objav, že mnohé cicavce sú schopné dýchať cez svoj konečník. Tento zdanlivo absurdný koncept však nedávno prešiel úspešným prvým klinickým testom na ľuďoch, čo naznačuje, že vedci, ktorí sa zaoberali „dýchaním cez zadok“, sa možno budú smiať ako poslední.
Zdroj Foto: Cincinnati Children's Hospital
Práve tento prechod od kurióznej myšlienky ocenenej za svoju bizarnosť k serióznemu klinickému výskumu publikovanému v prestížnom časopise Med odhaľuje fascinujúcu a často prehliadanú cestu, akou sa môžu tie najneobvyklejšie nápady stať legitímnou medicínskou inováciou.
Ukazuje sa, že počiatočný smiech a publicita môžu byť presne tým katalyzátorom, ktorý je potrebný na získanie pozornosti a finančných prostriedkov pre výskum, ktorý by inak mohol byť zamietnutý ako príliš nekonvenčný.
Myšlienka enterálnej ventilácie, ako sa tento proces odborne nazýva, nie je výplodom ľudskej fantázie, ale je hlboko zakorenená v prírode. Vedci sa inšpirovali pozorovaním živočíchov, ktoré si vyvinuli pozoruhodné alternatívne spôsoby dýchania, čím dokázali, že ich návrh nie je len divokou hypotézou, ale pokusom o adaptáciu overeného biologického mechanizmu.
Medzi kľúčové inšpirácie patria niektoré druhy austrálskych korytnačiek, ktoré dokážu extrahovať kyslík rozpustený vo vode pomocou svojej kloaky, kde majú štruktúry podobné žiabram, a takto si dopĺňať až 80 % svojej potreby kyslíka. Podobný mechanizmus využívajú aj nymfy vážok, ktoré vydychovanú vodu dokonca používajú ako formu prúdového pohonu.
Hlavným podnetom pre Dr. Takanoriho Takebeho, vedúceho výskumu, však boli ryby z čeľade číkovitých, ktoré v prostredí s nízkym obsahom kyslíka prehĺtajú vzduch z hladiny a absorbujú ho cez svoje črevá. Práve tieto príklady z ríše zvierat poskytli vedcom kľúčový argumentačný základ; premenili otázku z „Je niečo také vôbec možné?“ na oveľa konkrétnejšiu a vedecky uchopiteľnejšiu otázku: „Dokážeme tento princíp replikovať u cicavcov?“.
Priama aplikácia zvieracích metód na človeka však naráža na zásadný problém. Metabolizmus cicavcov je oveľa rýchlejší ako u plazov, čo znamená, že naša spotreba kyslíka je neporovnateľne vyššia, a preto jednoduché vháňanie vzduchu do hrubého čreva by bolo neúčinné. Tím vedcov preto prišiel s elegantným riešením, ktoré obchádza pľúca a využíva črevo ako alternívny vstupný bod do krvného obehu, podobne ako pri vstrebávaní živín.
Kľúčom k tomuto prístupu je špeciálna kvapalina nazývaná perfluórdekalín, ktorá má vynikajúcu schopnosť viazať kyslík. Táto kvapalina dokáže pojať 40- až 50-krát viac kyslíka ako voda a približne dvakrát toľko ako ľudská krv, pričom ho dokáže aj ľahko uvoľniť.
Tento prístup predstavuje zaujímavý posun od stále zložitejších a drahších technológií, ako sú mechanické ventilátory, ktoré navyše môžu spôsobiť poškodenie pľúc, k jednoduchšiemu a potenciálne dostupnejšiemu riešeniu. Práve táto technologická nenáročnosť by mohla v budúcnosti sprístupniť život zachraňujúcu liečbu aj v odľahlých oblastiach alebo v zdravotníckych systémoch s obmedzenými zdrojmi.
Predtým, ako mohli vedci začať testovať účinnosť tejto metódy, museli bez akýchkoľvek pochybností preukázať jej bezpečnosť. Práve preto bol prvý klinický test na ľuďoch navrhnutý výlučne ako bezpečnostná štúdia, ktorá mala zodpovedať jedinú otázku: je možné túto procedúru vykonať bez toho, aby pacientovi ublížila?
Na štúdii sa zúčastnilo 27 zdravých mužských dobrovoľníkov z Japonska vo veku od 20 do 45 rokov, ktorým bola do konečníka podaná jednorazová dávka perfluórdekalínu bez obsahu kyslíka. Úlohou dobrovoľníkov bolo udržať v sebe kvapalinu, ktorej objem v niektorých prípadoch dosiahol až 1.5 litra, po dobu 60 minút.
Výsledky boli mimoriadne povzbudivé. Dvadsať z dvadsiatich siedmich účastníkov úspešne udržalo kvapalinu počas celej hodiny a vedľajšie účinky boli len mierne, obmedzené na pocit nafúknutia a diskomfortu pri najvyšších objemoch.
Kľúčové bolo zistenie, že všetky laboratórne testy, vrátane markerov funkcie pečene a obličiek, zostali v normálnom rozmedzí a nebola zistená žiadna systémová absorpcia samotnej kvapaliny. Týmto metodicky precíznym krokom vedci úspešne prekonali počiatočnú skepsu a vybudovali pevný základ pre ďalšie, ambicióznejšie fázy výskumu.
S potvrdenou bezpečnosťou sa teraz výskum posúva do ďalšej fázy, kde sa bude testovať účinnosť metódy s plne okysličeným perfluórdekalínom, najprv opäť na zdravých dobrovoľníkoch a neskôr na pacientoch s respiračným zlyhaním.
Potenciál tejto technológie je obrovský. Mohla by poskytnúť život zachraňujúcu liečbu v núdzových situáciách, ako sú zablokované dýchacie cesty alebo vážne poškodenie pľúc, a obzvlášť sľubne sa javí jej využitie u novorodencov, ktorých pľúca ešte nie sú plne funkčné.
Aj keby enterálna ventilácia dokázala pokryť len časť kyslíkových potrieb tela, mohla by umožniť použitie nižšieho tlaku pri mechanickej ventilácii, a tým znížiť riziko trvalého poškodenia pľúc. Príbeh dýchania cez konečník je tak silným dôkazom toho, že vedecká zvedavosť, ktorá sa nebojí preskúmať aj tie najbizarnejšie hypotézy, môže viesť k prelomovým objavom.
Zdroj: newatlas.com foto: depositphotos.com.
Zobrazit Galériu
