Что морские слоны могут рассказать об использовании угарного газа для заживления

Новое исследование показало, что большинство морских млекопитающих выдыхает угарный газ (CO) в концентрациях, эквивалентных или превышающих уровень у курильщика, выкуривающего несколько пачек сигарет в день. Работа, проведённая учёными из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, — часть более масштабного изучения того, как естественно высокий уровень циркулирующего CO у морских млекопитающих может защищать ткани в условиях низкого содержания или отсутствия кислорода, например, во время длительных погружений. Результаты могут помочь усовершенствовать подходы к терапии на основе CO для людей, которая уже тестируется в клинических испытаниях.

Хотя в высоких концентрациях CO смертелен для человека, в умеренных дозах он помогает снижать воспаление и повреждение тканей при воздействии таких условий, как гипоксия или снижение кровотока. Текущие клинические испытания проверяют его терапевтический потенциал для пациентов с повреждениями лёгких, сепсисом и другими состояниями.

Морские млекопитающие, особенно морские слоны, — одна из немногих моделей, где мы наблюдаем CO в повышенных концентрациях, считающихся терапевтическими. Исследователи предполагают, что за миллионы лет эволюции эти животные, возможно, "научились" управлять системой CO полезным для себя образом.

Секреты кровотока тюленей могут помочь пациентам с инфарктом

Учёные измерили уровень CO в крови и выдыхаемом воздухе у девяти косаток, восьми северных морских слонов, семи афалин, пяти белух, трёх короткоплавниковых гринд и одного гавайского тюленя-монаха. Было обнаружено, что большинство морских млекопитающих выдыхает CO в концентрации около 6 частей на миллион (что сопоставимо с уровнем у заядлого курильщика) или выше. Морские слоны выдыхают CO в концентрации 40 частей на миллион. Такие же высокие уровни были зафиксированы и в крови животных.

Морские млекопитающие — хорошая экспериментальная модель из-за относительно большого количества эритроцитов и высокого уровня белка гемоглобина в крови. CO образуется как побочный продукт жизненного цикла эритроцитов при расщеплении гема — компонента гемоглобина.

Исследователи подтвердили, что уровень CO действительно связан с уровнем гемоглобина, и предположили, что морской слон с самыми высокими показателями может служить полезной моделью для будущих исследований потенциальных защитных эффектов CO.

Помимо одного из самых высоких среди млекопитающих уровней эритроцитов и гемоглобина, морские слоны регулярно испытывают явление ишемии-реперфузии во время длительных погружений и сна на суше. Ныряющие животные целенаправленно снижают кровоток к определённым тканям, задерживая дыхание, чтобы сохранить кислород для мозга и сердца. У людей ишемия тканей может нанести серьёзный ущерб (например, вызывает необратимое повреждение сердца после инфаркта), но морские слоны, по-видимому, устойчивы к такому повреждению. Учёные полагают, что CO может объяснить эту устойчивость.

Следующим шагом станет изучение того, как CO в крови может защищать морских слонов от повреждений при ишемии-реперфузии. Также планируется исследовать продукцию CO у пингвинов и высокогорных видов, таких как ламы.

Важное предостережение: исследование фокусируется на потенциальной пользе умеренных уровней CO, вырабатываемых организмом, и никоим образом не предполагает, что курение или воздействие других источников горения (которые также повышают уровень CO) полезно для здоровья. В сигаретном дыме содержится множество крайне токсичных компонентов, и любой потенциальный положительный эффект от CO не перевешивает вред от курения.