哺乳动物肛门呼吸研究：揭秘生命奇迹的新领域

原创 李金娟 科普中国

什么？哺乳动物竟然可以通过肛门来呼吸？

最近，日本和美国的科学家们发现，哺乳动物居然可以通过肛门摄取氧气。这项研究不仅为他们赢得了2024年的搞笑诺贝尔生理学奖，更重要的是，它可能为治疗严重呼吸衰竭开辟了一条全新的道路。

图片来源：参考文献

动物们的呼吸“绝活”

在浩瀚的动物王国中，呼吸方式的多样性是大自然的一场绚丽奇观。人类和大多数陆地动物都是通过肺部呼吸，这看似是再平常不过的事。然而，当我们将目光投向更广阔的自然界时，就会发现，各个物种进行呼吸的方法五花八门，令人叹为观止。

鱼类就是一个绝佳的例子，它们进化出了精妙的鳃结构，能够高效地从水中提取溶解的氧气。这种适应水生环境的呼吸方式，让鱼类在浩瀚的水下世界自如遨游。

与之形成鲜明对比的是昆虫的呼吸系统，这些小小的生命体拥有遍布全身的气管网络，能够直接将氧气输送到每一个细胞，这种高效的呼吸方式为昆虫的高度活跃提供了源源不断的能量支持。

然而，大自然的创造力不止于此，一些动物为了适应特殊的生存环境，进化出了更为神奇的呼吸方法。

蚯蚓和青蛙等一些动物，能够通过潮湿的皮肤直接进行气体交换，这种皮肤呼吸的方式，让它们在缺氧的环境中也能维持生命活动。

的的喀喀湖蛙突出的皮肤褶皱增加了皮肤呼吸的表面积。图片来源：维基百科

水蜘蛛则更显聪明，它们会在水下编织一个充满空气的网状气泡，这个小小的“氧气罐”让它们能在水下自由活动而不必频繁浮出水面。更令人惊叹的是，某些淡水龟可以通过位于肛门附近的特殊腮状组织从水中吸收氧气，这种独特的“腮呼吸”方式让它们能够在水下停留更长时间。

昆士兰肺鱼（肺鱼平时用鳃呼吸，水涸时可用鳔当作肺呼吸）。图片来源：维基百科

哺乳动物就不能用肠道呼吸吗？

说到奇特的呼吸方式，泥鳅可以说是其中的代表，谁能想到，拯救生命的灵感会来自这种小鱼？科学家们了解到，泥鳅等一些水生动物在缺氧环境中能通过肠道呼吸。这让研究团队灵光一闪：既然鱼可以，为什么哺乳动物不行？

科学家们仔细研究了泥鳅的肠道结构，发现它的后肠有一层极薄的上皮，布满血管和红细胞，简直就是天然的呼吸器官。这一发现让科学家们兴奋不已，决定在哺乳动物身上一试身手。

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灵感一现：“肠道呼吸”的方法

研究团队开发了两种新奇的呼吸方法：气体肠道通气（g-EVA）和液体肠道通气（l-EVA）。

气体肠道通气实验就像给小鼠肠道做了次特殊“美容”。科学家们尝试磨薄小鼠的肠道黏膜，让氧气更容易进入血液。结果显示，这种方法确实能提高氧气吸收效率。

但是，想象一下在医院给病人“磨肠”的画面……于是，科学家们想出了液体肠道通气的方法。他们用一种叫全氟癸烷（PFD）的特殊液体溶解大量氧气，当把这种“氧气水”灌入小鼠的直肠，小鼠的血氧水平就能显著提高。

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惊人发现：“肛门呼吸”真管用

不得不说，最初的实验结果令人瞠目结舌。在模拟的严重呼吸衰竭条件下，接受“肛门呼吸”治疗的小鼠不仅活了下来，而且活蹦乱跳。

更让人惊讶的是，接受液体肠道通气治疗的小鼠不仅血氧水平提高，活动能力也大大增强，它们在低氧环境中的表现，简直像打了鸡血一样。

为了证明这不是小老鼠的特异功能，研究团队还在猪身上做了实验。结果显示，猪也能通过“肛门呼吸”提高血氧水平，而且效果能持续近20分钟。这下，“猪鼻子插葱”可能真要改成“猪屁股插氧气管”了。

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“肛门呼吸”，安全吗？

任何新的医疗技术都要过安全关，关于全氟癸烷生物安全性的研究结果还算令人安心。

科学家们检测了接受治疗的动物体内全氟癸烷的含量，结果低到几乎无法检测，这说明全氟癸烷并没有通过肠道在动物体内四处散开。同时，实验动物的各项生化指标都很正常，它们的内脏看起来和没“吸过氧”的同伴并无二致。

总的来说，至少短时间内，“肛门呼吸”看起来是安全的。这也为今后可能的人体实验铺平了道路。

抢救生命：“呼吸”新希望

对于医学界和生理学界来说，这项研究的意义远不止让人一笑了之这么简单。在某些紧急情况下，比如严重哮喘发作或新生儿窒息时，快速供氧可能是救命的关键。传统的呼吸支持方法，如呼吸机或人工肺，虽然有效，但往往需要复杂的设备和专业人员。相比之下，“肛门呼吸”方法简单直接，可能成为抢救生命的新利器。

这项看似异想天开的“肠道呼吸”技术，如果真能成功应用于人体，其影响可能远不止于急救领域。在医学界，它可能为一些特殊的手术开辟新的可能性。比如，在某些需要暂时停止患者正常呼吸的复杂手术中，这种技术或许能提供一种全新的氧气供应方式，为手术团队争取更多的操作时间和空间。

不仅如此，对于一些罕见的肺部疾病患者来说，这项技术可能带来新的希望。想象一下，对于那些肺功能严重受损的患者，“肠道呼吸”或许能成为一种有效的辅助治疗手段，它可能帮助这些患者在等待肺移植或其他治疗的过程中更好地维持生命，提高生活质量。

当然，我们必须承认，这些设想目前还停留在理论阶段，要将它们变为现实，还需要大量研究验证其可行性和安全性。尽管如此，这些潜在的应用场景仍然令人振奋。

也许有一天，当医生说“深呼吸”时，我们就得问问：“用哪个器官呢？”

参考文献

[1]Mammalian enteral ventilation ameliorates respiratory failure

策划制作

出品丨科普中国

作者丨李金娟 中国农业科学院

监制丨中国科普博览

原《科学家研究哺乳动物用肛门呼吸，不是为了拿搞笑诺奖，是为了救命》

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来源：科普中国

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