Manusia dapat Menggunakan Ususnya untuk Bernapas

Sebuah studi baru menemukan bahwa tikus dan babi berbagi dengan organisme akuatik tertentu yang memiliki kemampuan untuk menggunakan usus mereka untuk bernafas, sebuah studi baru menemukan. Para peneliti menunjukkan bahwa pengiriman gas oksigen atau cairan beroksigen melalui rektum memberikan penyelamatan penting bagi dua model mamalia dari kegagalan pernafasan.

Alat bantu pernapasan buatan memainkan peran penting dalam manajemen klinis dari kegagalan pernapasan akibat penyakit parah seperti pneumonia atau sindrom gangguan pernapasan akut, “kata penulis studi senior Takanori Takebe dari Tokyo Medical and Dental University dan Cincinnati Children’s Hospital Medical Center.” Meskipun efek samping dan keamanan perlu dievaluasi secara menyeluruh pada manusia, pendekatan kami mungkin menawarkan paradigma baru untuk mendukung pasien yang sakit kritis dengan gagal napas. “

Beberapa organisme akuatik telah mengembangkan mekanisme pernapasan usus yang unik untuk bertahan hidup dalam kondisi oksigen rendah dengan menggunakan organ selain paru-paru atau insang. Misalnya teripang, ikan air tawar yang disebut loach, dan lele air tawar tertentu menggunakan ususnya untuk bernafas. Tetapi telah banyak diperdebatkan apakah mamalia memiliki kemampuan serupa.

Dalam studi baru, Takebe dan kolaboratornya memberikan bukti pernapasan usus pada tikus dan babi. Pertama, mereka merancang sistem ventilasi gas usus untuk memberikan oksigen murni melalui rektum tikus. Mereka menunjukkan bahwa tanpa sistem, tidak ada tikus yang bertahan 11 menit dalam kondisi oksigen yang sangat rendah. Dengan ventilasi gas usus, lebih banyak oksigen mencapai jantung, dan 75% tikus bertahan hidup 50 menit dari kondisi oksigen rendah yang biasanya mematikan.

Karena sistem ventilasi gas usus memerlukan abrasi pada muskosa usus, hal ini tidak mungkin layak secara klinis, terutama pada pasien yang sakit parah – jadi para peneliti juga mengembangkan alternatif berbasis cairan menggunakan bahan kimia perfluorokimia beroksigen. Bahan kimia ini telah terbukti secara klinis menjadi biokompatibel dan aman pada manusia.

Sistem ventilasi cairan usus memberikan manfaat terapeutik bagi hewan pengerat dan babi yang terpapar kondisi oksigen rendah yang tidak mematikan. Tikus yang menerima ventilasi usus dapat berjalan lebih jauh dalam ruang oksigen 10%, dan lebih banyak oksigen yang mencapai jantungnya, dibandingkan dengan tikus yang tidak mendapatkan ventilasi usus. Hasil serupa terlihat pada babi. Ventilasi cairan usus membalikkan kulit pucat dan dingin serta meningkatkan kadar oksigennya, tanpa menimbulkan efek samping yang jelas. Secara keseluruhan, hasil menunjukkan bahwa strategi ini efektif dalam menyediakan oksigen yang mencapai sirkulasi dan mengurangi gejala gagal napas dalam dua sistem model mamalia.

Dengan dukungan dari Japan Agency for Medical Research and Development untuk memerangi pandemi penyakit coronavirus 2019 (COVID-19), para peneliti berencana untuk memperluas studi praklinis mereka dan mengejar langkah-langkah regulasi untuk mempercepat jalan menuju penerjemahan klinis.

“Pandemi SARS-CoV-2 baru-baru ini membanjiri kebutuhan klinis akan ventilator dan paru-paru buatan, yang mengakibatkan kekurangan perangkat yang tersedia, dan membahayakan nyawa pasien di seluruh dunia,” kata Takebe. “Tingkat oksigenasi arteri yang disediakan oleh sistem ventilasi kami, jika diskalakan untuk aplikasi manusia, kemungkinan cukup untuk merawat pasien dengan gagal napas parah, berpotensi menyediakan oksigenasi yang menyelamatkan jiwa.”

Jurnal Referensi:

• Ryo Okabe, Toyofumi F. Chen-Yoshikawa, Yuhei Yokoyama, Satona Tanaka, Akihiko Yoshizawa, Yosuke Yoneyama, Wendy L. Thompson, Gokul Kannan, Eiji Kobayashi, Hiroshi Date, Takanori Takebe. 2021. Mammalian enteral ventilation ameliorates respiratory failure. Med, 2021; DOI: 10.1016/j.medj.2021.04.004