氧气是包括人类在内大多数动物赖以生存的必需物质，与水一样被称为“生命之源”。此时，正在阅读这篇文章的你，同时就伴随着一个经常被我们忽略却不可或缺的行为，即呼吸。呼吸使氧气通过上呼吸道（鼻腔、咽部和喉部）进入肺部。在你呼出二氧化碳后，上述过程重复进行。就这样一呼一吸，源源不断地为身体提供生命之源。大多数哺乳动物也都是通过这种呼吸方式来维持生命过程的。然而，在新冠大流行席卷全球期间，许多国家的呼吸机和氧气设备因严重短缺，导致无数患者因缺氧失去生命。科学家们认为通过直肠输送氧气或许是一种新方法，它类似于灌肠的方式使呼吸困难的患者获得氧气。通过肠道呼吸听起来非常奇怪，但实际上这已经发生在水生动物中。如海参、淡水鲶鱼和淡水泥鳅已经进化出独特的肠道呼吸机制，可以在广泛缺氧的条件下生存。它们通过内脏呼吸来最大限度地提高其摄氧量。北京时间5月15日，发表在Cell子刊《Med》上的一项最新研究中，来自日本东京医科齿科大学研究所和京都大学领导的研究团队决定找出这一问题的答案，以确定直肠呼吸机用于人类患者的可行性。
他们在研究中证明了啮齿类动物和猪也可以通过肠道“呼吸”。
泥鳅的肠道是由非常薄的上皮层、丰富的毛细血管和红细胞组成，在广泛缺氧的环境中，红细胞使肠腔获得氧气。为了模拟这种肠道呼吸物种的远端肠上皮，研究人员擦伤了部分肠粘膜屏障，以使氧气更有效地扩散。
在这项研究中，研究人员首先研究的是小鼠，通过气道插管诱导动物缺氧。他们开发了一种氧气通气系统，在小鼠被麻醉后将其插入其肛门。然后，他们将肠道通气的小鼠与未通气的对照组小鼠进行了比较。
在对照组小鼠中，平均生存期为11分钟；相反，接受肠道通气且肠道完整的小鼠平均生存期为18分钟；与此形成鲜明对比的是，在接受肠道通气且肠粘膜屏障受损的小鼠中，75%存活了50分钟。这是一个令人吃惊的结果，表明要使氧气最有效地输送到肠腔需要磨损肠粘膜屏障。然而，肠道损伤不太可能适用于人类患者，尤其是那些病得足以使肠道通气成为一种选择的患者，因此研究人员开始寻找替代方法。他们转向液态全氟化学品，这是一类氢原子被氟取代的化学物质。它们具有许多特性，有良好的应用前景，包括高气体溶解度以及其物理特性。过去，经历过呼吸困难的患者已经使用液态全氟化学品通过部分填充其肺部以促进氧气传输而获得治疗，并取得了不同程度的成功。因此，全氟化学品在临床上被认为是安全的。接下来，研究人员试图用氧气富集全氟碳，并用它来治疗小鼠、大鼠和猪。他们将小鼠置于低氧室中进行实验。结果显示，接受全氟化碳通气治疗的小鼠比未经治疗的小鼠能够行走更长的时间，更多的氧气到达它们的心脏。
为了进一步评估肠道通气机制的治疗潜力，研究人员在猪模型中进行了实验。在非致死缺氧条件下，使用全氟化学肠道通气后，麻醉猪的呼吸困难度降低。治疗后，它们的皮肤变得红润，含氧量增加，且没有明显的副作用。
最后，大鼠也接受了治疗，研究人员评估了它们身体吸收全氟化合物的情况，并确定了这种方案不会引起副作用。
研究通讯作者、东京医科齿科大学和美国辛辛那提儿童医院医学中心的胃肠病学家Takanori Takebe说：“我们的通气系统提供的动脉血氧饱和水平，如果按比例应用于人类，可能足以治疗严重呼吸衰竭的患者，有可能提供拯救生命的血氧饱和。”然而，关于肠道内的氧化机制研究人员表示还不清楚，这些数据值得进一步研究。他们强调，尽管在临床前动物研究中显示出显著的短期安全性，但在将该方法广泛应用于人类前，评估安全性是至关重要的。
论文链接：
https://doi.org/10.1016/j.medj.2021.04.004
