出品：科普中國

作者：李金娟（中國農業科學院）

監制：中國科普博覽

什么？哺乳動物竟然可以通過肛門來呼吸？

最近，日本和美國的科學家們發現，哺乳動物居然可以通過肛門攝取氧氣。這項研究不僅為他們贏得了2024年的搞笑諾貝爾生理學獎，更重要的是，它可能為治療嚴重呼吸衰竭開辟了一條全新的道路。

（圖片來源：參考文獻）

動物們讓人嘆為觀止的呼吸“絕活”

在浩瀚的動物王國中，呼吸方式的多樣性堪稱大自然的一場絢麗奇觀。我們人類和大多數陸地動物都是通過肺部呼吸，這看似是再平常不過的事。然而，當我們將目光投向更廣闊的自然界時，就會發現各個物種進行呼吸的方法可謂五花八門，令人嘆為觀止。

魚類就是一個絕佳的例子。它們進化出了精妙的鰓結構，能夠高效地從水中提取溶解的氧氣。這種適應水生環境的呼吸方式，讓魚類得以在浩瀚的水下世界中自如遨游。

與之形成鮮明對比的是昆蟲的呼吸系統。這些小小的生命體擁有遍布全身的氣管網絡，能夠直接將氧氣輸送到每一個細胞，這種高效的呼吸方式為昆蟲的高度活躍提供了源源不斷的能量支持。

然而，大自然的創造力遠不止于此。一些動物為了適應特殊的生存環境，進化出了更為神奇的呼吸方法。

蚯蚓和青蛙等一些動物，能夠通過潮濕的皮膚直接進行氣體交換，這種被稱為“皮膚呼吸”的方式，讓它們即使在缺氧的環境中也能維持生命活動。

的的喀喀湖蛙突出的皮膚褶皺增加了皮膚呼吸的表面積

（圖片來源：維基百科）

水蜘蛛則更顯聰明，它們會在水下編織一個充滿空氣的網狀氣泡，這個小小的“氧氣罐”讓它們能在水下自由活動而不必頻繁浮出水面。更令人驚嘆的是，某些淡水龜可以通過位于肛門附近的特殊腮狀組織從水中吸收氧氣，這種獨特的“腮呼吸”方式讓它們能夠在水下停留更長時間。

昆士蘭肺魚（肺魚平時用鰓呼吸，在水涸時可用鰾當作肺來呼吸）

（圖片來源：維基百科）

靈感來了！哺乳動物就不能用腸道呼吸嗎？

說到奇特的呼吸方式，泥鰍可以說是其中的代表。誰能想到，拯救生命的靈感會來自這種小魚？科學家們了解到，泥鰍等一些水生動物在缺氧環境中能通過腸道呼吸。這讓研究團隊靈光一閃：既然魚可以，為什么哺乳動物不行？

科學家們仔細研究了泥鰍的腸道結構，發現它的后腸有一層極薄的上皮，布滿血管和紅細胞，簡直就是天然的呼吸器官。這一發現讓科學家們興奮不已，決定在哺乳動物身上一試身手。

腸道如何呼吸？從氣體到液體

研究團隊開發了兩種新奇的呼吸方法：氣體腸道通氣(g-EVA)和液體腸道通氣(l-EVA)。

氣體腸道通氣實驗就像給小鼠腸道做了次特殊“美容”。科學家們嘗試磨薄小鼠的腸道黏膜，讓氧氣更容易進入血液。結果顯示，這種方法確實能提高氧氣吸收效率。

但是，想象一下在醫院里給病人“磨腸”，這畫面太美簡直讓人不敢看。于是，科學家們想出了液體腸道通氣的方法。他們用一種叫全氟癸烷(PFD)的特殊液體，這種液體能溶解大量氧氣。當把這種“氧氣水”灌入小鼠的直腸，小鼠的血氧水平就能顯著提高。

驚人發現：屁股呼吸真管用

不得不說，最初的實驗結果令人瞠目結舌。在模擬的嚴重呼吸衰竭條件下，接受“肛門呼吸”治療的小鼠不僅活了下來，而且活蹦亂跳。

更讓人驚訝的是，接受液體腸道通氣治療的小鼠不僅血氧水平提高，活動能力也大大增強。它們在低氧環境中的表現，簡直像打了雞血一樣。

為了證明這不是小老鼠的特異功能，研究團隊還在豬身上做了實驗。結果顯示，豬也能通過“肛門呼吸”提高血氧水平，而且效果能持續近20分鐘。這下，“豬鼻子插蔥”可能真要改成“豬屁股插氧氣管”了。

用肛門呼吸，安全嗎？

任何新的醫療技術都要過安全關，關于全氟癸烷生物安全性的研究結果還算令人安心。

科學家們檢測了接受治療的動物體內全氟癸烷的含量，結果低到幾乎無法檢測。這說明全氟癸烷并沒有通過腸道在動物體內四處亂串。同時，實驗動物的各項生化指標都很正常，它們的內臟看起來和沒“吸過氧”的同伴并無二致。

總的來說，至少短時間內，“肛門呼吸”看起來是安全的。這也為今后可能的人體實驗鋪平了道路。

另辟蹊徑：肛門呼吸法帶來醫學新希望

對于醫學界和生理學界來說，這項研究的意義遠不止讓人一笑了之。在某些緊急情況下，比如嚴重哮喘發作或新生兒窒息時，快速供氧可能是救命的關鍵。傳統的呼吸支持方法，如呼吸機或人工肺，雖然有效，但往往需要復雜的設備和專業人員。相比之下，“肛門呼吸”方法則簡單直接，可能成為搶救生命的新利器。

這項看似異想天開的“腸道呼吸”技術，如果真能成功應用于人體，其影響可能遠不止于急救領域。在醫學界，它可能為一些特殊的手術開辟新的可能性。比如，在某些需要暫時停止患者正常呼吸的復雜手術中，這種技術或許能提供一種全新的氧氣供應方式，為手術團隊爭取更多的操作時間和空間。

不僅如此，對于一些罕見的肺部疾病患者來說，這項技術可能帶來新的希望。想象一下，對于那些肺功能嚴重受損的患者，“腸道呼吸”或許能成為一種有效的輔助治療手段。它可能幫助這些患者在等待肺移植或其他治療的過程中更好地維持生命，提高生活質量。

當然，我們必須承認，這些設想目前還停留在理論階段。要將它們變為現實，還需要大量的研究來驗證其可行性和安全性。盡管如此，這些潛在的應用場景仍然令人振奮。

也許有一天，當醫生說“深呼吸”時，我們就得問問：“用哪個器官呢？”

參考文獻：

1.Mammalian enteral ventilation ameliorates respiratory failure

來源: 中國科普博覽

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