[시론] 항문을 통해 숨을 쉰다
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[시론] 항문을 통해 숨을 쉰다
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  • [ 200호] 승인 2021.05.20 08:00
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동경의치학대학의 Ryo Okabe는 실험적으로 포유동물의 직장 내에 산소를 공급하여 호흡 부전을 완화 시킬 수 있다며, COVID-19 환자처럼 호흡이 곤란한 환자에게 항문을 통하여 산소공급을 할 수 있다는 결과를 발표하였다(Med 2021 https://doi.org/10.1016/j.medj.2021.04.004).  

미꾸라지와 같은 특정 수생생물은 저 산소 상태에서 생존하기 위해 진화된 장 호흡 메커니즘을 가지고 있다고 한다.

저산소증을 개선하는 것은 호흡 부전을 개선하는 가장 중요한 요소로 일부 동물은 폐나 아가미 이외의 기관에 보조 호흡 메커니즘을 확립함으로써 저 산소 환경에서 적응하고 생존할 수 있도록 진화하였다.

예를 들어 미꾸라지, 해삼, 코리도라스 및 장수갈거미는 호흡을 위해 후장을 사용한다. 

1950년대 초반 인간과 동물에서 주로 상부 위장기관을 통한 포유류 소화관의 호흡 능력에 관한 이러한 메커니즘을 탐구했으나 그 결과는 의문스러웠다. 그런데 포유류 직장은 상대적으로 얇은 점막층을 가진 항문 주변에 덮인 체강으로, 문맥과 전신 순환계에 연결된 직장정맥얼기를 통해 풍부한 혈액순환이 가능한 부위이다. 

따라서 항문 내 투여되는 약물은 쉽게 체내로 도입되고 직장 주변에 빠르게 흡수될 수 있다. 

Ryo Okabe는 이러한 해부학적 특징을 참고로 포유류의 직장이 가스 교환을 위해 점막하 혈관에 대한 효율적인 내강 접근이 가능한 부위라고 가정했다. 지금까지 포유류에서 이러한 장 호흡이 폐장 이외에서 가스 교환을 하기 위한 또 다른 부위로 적응할 수 있는지에 대해서는 논란이 되어 왔다. 

Ryo Okabe는 항문을 통한 장내 환기(EVA)를 이용하여 포유류의 장내 호흡이 가능하다는 것을 보여 주었다. EVA는 두 가지 다른 작동 기전으로 호흡 부전을 보이는 실험동물에서 조사되었다. 하나는 직장 내 산소 가스 환기(g-EVA)였고, 다른 하나는 산소화 된 펄플루오로카본을 사용한 액체 환기(l-EVA)였다. 

호흡 부전을 유도 후 마우스와 돼지에서 g-EVA와 I-EVA의 효과를 분석한 후 랫드에서 안전성 분석을 실시했다. 그 결과 직장 내 g-EVA와 I-EVA 모두 호흡 부전의 실험 모델에 대한 중요한 치료 효과를 제공하고, 생존, 행동 및 전신 O2 수준을 개선하는 것으로 나타났다. 

마우스 및 돼지 모델 연구는 합병증의 주요 징후 없이 관장과 유사한 l-EVA 방법이 견딜 수 있고 반복 가능하다는 것도 확인했다. EVA는 전신 순환에 산소를 공급하고 호흡 부전을 개선하는 등 포유류에서 효과적인 것으로 입증되었다. 

Ryo Okabe는 클리닉에서 펄플루오로카본의 안전성이 입증되었기 때문에  EVA는 호흡 곤란 상태의 환자에게 부가적인 산소 공급 수단으로 제공될 수 있을 것으로 생각하고 있다. 

심각한 호흡기 부전을 보이는 COVID-19환자에게 항문을 통한 산소 공급이 가능하다면 사망률을 줄일 수 있을지도 모르겠다. 
 

박재학 교수
서울대 수의과대학 실험동물의학교실

 


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