„Dýchání zadkem“ by mohlo pomoci lidem, kteří nemohou získat kyslík běžným způsobem
Možná je možné přetvořit střeva na dýchací orgán, když selžou plíce. Takanori Takebe je na misi zjistit, zda mohou lidé dýchat skrze své zadky.
Jako lékař a biolog kmenových buněk tráví Takebe většinu svého času vývojem laboratorně vyrobených jater pro léčbu selhání orgánů. Jeho vedlejší cesta, které se věnuje při zkoumání dýchání skrze zadek, začala před několika lety, když jeho otec onemocněl zápalem plic a musel být napojen na ventilátor.
„Byl jsem opravdu šokován, jak je to invazivní,“ říká Takebe z Cincinnati Children’s Hospital Medical Center v Ohiu a Univerzity v Osace v Japonsku. Takebe měl obavy o to, jak by tento postup mohl ovlivnit jeho otce, který už dříve podstoupil odstranění části jednoho plic kvůli předchozí infekci, a o nedostatek dalších možností, pokud by ventilátor nebyl dostatečný. To vzbudilo Takebeho zvědavost, zda existuje nějaký způsob, jak pomoci pacientům získat kyslík do těla bez zapojení plic.
Inspirace dorazila, když do Takebeho laboratoře přinesl absolvent knihu, která popisovala, jak různá zvířata získávají kyslík skrze svou kůži, genitálie nebo střeva. Čerstvovodní ryby zvané loache například mohou polykat vzduch, aby doplnily svou dýchací činnost na žábrách ve vodě s nízkým obsahem kyslíku.
Se svým pozadím v gastroenterologii věděl Takebe, že lidská střevní trakt je bohatý na krevní cévy. Proto lze k podávání léků do oběhu použít klystýr. Takebe podezříval, že by kyslík mohl také procházet ze střev do krevního oběhu.
Takebe a jeho kolegové vyvinuli léčbu podobnou klystýru, která zavádí kapalinu zvanou perfluorodekalin do konečníku. Tato kapalina, již používaná v některých lékařských procedurách, může být naložena kyslíkem. Jak uvolňuje tento kyslík do těla, v chemické struktuře kapaliny se uvolňují prostory pro vstřebání „vydechovaného“ oxidu uhličitého.
V experimentech s myšmi a prasaty pomohly klystýry této supersiti kyslíkem přežít zvířatům v podmínkách s nízkým obsahem kyslíku. Každá dávka o objemu 400 mililitrů zvýšila úroveň kyslíku v krvi prasat přibližně na 19 minut. Tým Takebe zveřejnil tato zjištění v roce 2021. Další testy na prasatech, zveřejněné v roce 2023, ukázaly, že technika mohla zlepšit úroveň kyslíku u zvířat až na půl hodiny.
Během těchto experimentů si Takebe živě pamatuje, jak vzorky krve prasat změnily barvu z bahnité, nízkokyslíkové barvy na jasně červenou, bohatou na kyslík. „To byl můj ahá moment,“ říká — znamení, že tento šílený nápad by vlastně mohl fungovat.
V roce 2024 získala práce Ig Nobelovu cenu — vtipnou cenu za vědu, která nutí lidi se smát a pak přemýšlet. „Děkuji moc za víru v potenciál [anusu],“ řekl Takebe při ceremoniálu předávání cen, zatímco měl na hlavě klobouk ve tvaru loache.
Nyní výzkumníci testovali bezpečnost dýchání zadkem u lidí. Dvacet sedm zdravých mužských dobrovolníků v Japonsku dostalo dávku deoxygenovaného perfluorodekalinu do konečníku a měli ji držet jednu hodinu. Skupina s nejmenší dávkou dostala 25 mililitrů, zatímco ta největší byla ohromujících 1,5 litru — maximálně schválené pro „kontrastní“ kapaliny používané při rentgenových vyšetřeních trávicího traktu.
Čtyři ze šesti mužů ve skupině s 1,5litrovým povolením museli přerušit příjem kapaliny brzy kvůli bolestem břicha. Ale většina těch, kteří dostali až 1 litr, se cítila docela dobře, kromě nadýmání a mírného nepohodlí v břiše, uvádí tým Takebe ve výzkumu z 12. prosince. Výzkum byl financován společností EVA Therapeutics, start-upem, který Takebe spoluzaložil, aby projekt realizoval.
Budoucí klinické studie ukáží, zda oxidovaná verze kapaliny skutečně dodává kyslík do krevního oběhu lidí. Ačkoli je Takebe na tuto práci nadšený, přiznává, že získává smíšené reakce od ostatních lékařů a vědců.
Jedním z vážných skepticizmů je John Laffey, klinik a výzkumník, který se specializuje na syndrom akutní dechové tísně na Univerzitě v Galway v Irsku. Výzkumníci by se měli soustředit na zlepšení léčby, která podporuje plíce, namísto zapojení jiných částí těla, říká Laffey. „Plíce, i když jsou zraněné, vždy budou lépe vyměňovat plyny než jakýkoli jiný orgán, protože k tomu jsou určené.“
Ať už lidé technicky mohou získat kyslík skrze střeva, udržení podpory kyslíku by vyžadovalo hodně klystýrů, stále dokola. „Liter perfluorodekalinu nese 500 mililitrů kyslíku,“ říká Laffey. „Používáme 250 mililitrů za minutu…. Z rychlého výpočtu by bylo těžké vidět, jak to bude fungovat.“
Kevin Gibbs, lékař v oblasti plicní kritické péče na Wake Forest University School of Medicine ve Winston-Salemu v Severní Karolíně, je návrhem více zaujat. „Určitě mě to zaujalo,“ říká Gibbs. „Jako někdo, kdo léčí hodně lidí s nízkou úrovní kyslíku, se obvykle považuji za lékaře nad páskem.“ Ale poslat kyslík zadním vchodem — pokud se to ukáže jako účinné — by mohlo být užitečné v několika případech, říká.
Když lékaři potřebují vložit trubici někomu do krku, aby je napojili na ventilátor, může tento minutový postup vystavit pacienty nebezpečně nízké hladině kyslíku, říká Gibbs. „Což mě vzrušuje, je, pokud tento lék funguje … možná to můžete podávat, a pak rázem budou mít tento skutečný vzestup kyslíku na čas, který potřebujete k bezpečnému napojení někoho na životní podporu — a to by bylo ohromné.“
Takebe si také představuje střevní kyslík jako doplněk k jiným typům podpory dýchání nebo jako krátkodobou zastávku, když nejsou k dispozici jiné léčby. „Možná bychom to mohli použít v nouzových situacích, jako jsou transfery mezi nemocnicemi nebo procedury v ambulancích,“ říká. Ale taková budoucnost by stále byla ještě mnoho let a klinických testů daleko.
Jak se Takebeův otec cítí ohledně dýchání zadkem jako potenciálním způsobem, jak pomoci pacientům jako on? „Táta je spokojený,“ říká Takebe. „Vždy nabízí, že se stane naším experimentálním subjektem.“ To by samozřejmě bylo obrovské střet zájmů, dodává Takebe. Ale cení si podpory.
