Câu chuyện tưởng như trò đùa ấy lại bắt nguồn từ một tình huống đầy nghiêm túc khi bác sĩ kiêm nhà sinh học tế bào gốc Takanori Takebe chứng kiến cha mình phải thở máy vì viêm phổi. Sự xâm lấn của phương pháp hỗ trợ hô hấp hiện nay cùng nỗi lo về những tác động lên cơ thể cha khiến ông luôn day dứt và tự hỏi liệu có thể đưa oxy vào máu mà không động đến phổi hay không. Từ câu hỏi đó, một hành trình nghiên cứu kỳ lạ bắt đầu và dần dẫn tới ý tưởng sử dụng ruột để hô hấp.
Takanori Takebe (trái) nảy ra ý tưởng nghiên cứu các phương pháp thở thay thế khi cha anh (phải) bị viêm phổi và phải dùng máy thở.
Điểm khởi đầu là khi một nghiên cứu sinh mang đến phòng thí nghiệm của Takebe một cuốn sách mô tả các loài động vật có khả năng hấp thụ oxy qua da, cơ quan sinh dục hoặc thậm chí qua ruột.
Ở thế giới tự nhiên, khả năng trao đổi khí không hẳn chỉ diễn ra tại phổi hay mang. Một số loài cá chạch nước ngọt có thể nuốt không khí để sống sót trong môi trường thiếu oxy, bổ sung chức năng hô hấp bằng mang.
Điều này khiến Takebe nhớ tới đặc điểm của đường ruột con người vốn rất giàu mạch máu. Từ lâu người ta đã biết rằng những phương pháp như thụt tháo thuốc có thể đưa các hợp chất vào máu qua niêm mạc ruột. Nếu thuốc đi được, liệu oxy có thể đi theo con đường tương tự hay không.
Từ giả thuyết ấy, nhóm nghiên cứu bắt đầu phát triển một phương pháp mới dựa trên dung dịch perfluorodecalin, một chất lỏng y tế quen thuộc có khả năng hòa tan lượng lớn oxy. Quy trình hoạt động giống như một dạng thụt tháo, trong đó dung dịch siêu giàu oxy được đưa vào trực tràng. Khi vào trong cơ thể, dung dịch sẽ nhả oxy ra máu và đồng thời hấp thụ carbon dioxide theo cơ chế trao đổi khí hai chiều.
Thí nghiệm đầu tiên được tiến hành trên chuột và lợn trong môi trường thiếu oxy. Kết quả khiến cả nhóm sửng sốt khi các con vật có thể duy trì sự sống nhờ lượng oxy được hấp thụ qua ruột. Trên lợn, mỗi liều 400 ml dung dịch giúp nồng độ oxy trong máu tăng lên trong khoảng 19 phút và các nghiên cứu tiếp theo cho thấy có thể duy trì hiệu quả trong khoảng nửa giờ. Kết quả này được công bố trên tạp chí Med năm 2021 và tiếp tục được củng cố bằng dữ liệu mới trong năm 2023.
Takebe kể rằng khoảnh khắc nhìn mẫu máu lợn chuyển từ màu đục thiếu oxy sang màu đỏ tươi giàu oxy là một trong những giây phút quan trọng nhất trong sự nghiệp nghiên cứu của ông. Đó không chỉ là sự xác nhận của dữ liệu mà còn là niềm tin rằng một hướng đi tiềm năng, dù phi truyền thống, có thể mang lại ý nghĩa thực tiễn cho y học.
Công trình này sau đó giành Giải Ig Nobel năm 2024, giải thưởng tôn vinh những nghiên cứu khiến người ta bật cười trước khi khiến họ suy ngẫm. Tại buổi lễ, Takebe hài hước đội chiếc mũ hình con cá chạch và gửi lời cảm ơn vì đã tin tưởng vào tiềm năng của hậu môn trong y học.
Bác sĩ Takanori Takebe đã chứng minh rằng động vật có vú có thể lấy oxy qua hậu môn.
Sau thành công trên động vật, bước tiếp theo là kiểm tra tính an toàn trên người. Hai mươi bảy tình nguyện viên nam khỏe mạnh tại Nhật Bản đã tham gia thử nghiệm bằng cách nhận một liều perfluorodecalin không chứa oxy được đưa vào hậu môn và giữ trong một giờ. Các mức liều giao động từ 25 ml đến 1,5 lít, tương đương mức tối đa được sử dụng trong các thủ thuật X-quang đường tiêu hóa.
Một số tình nguyện viên phải dừng việc uống nước sớm vì đau dạ dày, nhưng phần lớn những người chịu được khoảng 1 lít dung dịch chỉ gặp đầy hơi và khó chịu nhẹ. Kết quả ban đầu được xem là khả quan vì không xuất hiện biến chứng nghiêm trọng, mở đường cho các thử nghiệm tiếp theo với dung dịch chứa oxy.
Dù vậy, con đường để ý tưởng này thành phương pháp điều trị thực tế vẫn còn rất dài và gây tranh cãi. Nhiều chuyên gia tỏ ra hoài nghi về tính ứng dụng, đặc biệt là khả năng cung cấp đủ oxy để thay thế hoặc hỗ trợ phổi trong tình trạng bệnh nặng.
Bác sĩ John Laffey, chuyên gia về hội chứng suy hô hấp cấp tại Đại học Galway, nhận định rằng thay vì tìm cách huy động các bộ phận khác của cơ thể, giới khoa học nên tập trung vào cải thiện những công nghệ đã có để hỗ trợ phổi. Theo ông, phổi dù bị tổn thương vẫn là cơ quan trao đổi khí tối ưu nhất vì được xây dựng chuyên biệt cho chức năng đó.
Ngoài ra, lượng oxy mà dung dịch có thể mang được vẫn còn quá hạn chế so với nhu cầu của cơ thể. Một lít perfluorodecalin chỉ chứa khoảng 500 ml oxy trong khi cơ thể tiêu thụ khoảng 250 ml mỗi phút, khiến việc duy trì trao đổi khí bằng đường ruột trở nên khó khả thi trong bối cảnh điều trị kéo dài.
Ở chiều ngược lại, một số bác sĩ lại xem đây là hướng đi đáng để tiếp tục khám phá. Bác sĩ Kevin Gibbs từ Đại học Wake Forest cho rằng kỹ thuật này có thể hữu ích trong những tình huống đặc biệt. Khi cần đặt nội khí quản để kết nối bệnh nhân với máy thở, có một khoảng thời gian ngắn họ rơi vào tình trạng thiếu oxy nghiêm trọng.
Trong vài phút quý giá đó, một liều dung dịch giàu oxy có thể giúp họ giữ đủ oxy để an toàn vượt qua thủ thuật. Dù chỉ là giải pháp bổ sung hoặc tạm thời, ý tưởng này vẫn có thể cứu được những ca nguy kịch.
Takebe cũng thừa nhận rằng phương pháp này không nhằm thay thế hoàn toàn phổi mà chỉ đóng vai trò hỗ trợ trong các tình huống đặc biệt. Ông hình dung khả năng ứng dụng trong các trường hợp cấp cứu, vận chuyển bệnh nhân hoặc khi máy thở không thể sử dụng ngay. Tuy vậy, để đi đến giai đoạn đó cần thêm nhiều năm nghiên cứu, thử nghiệm và đánh giá nhằm đảm bảo an toàn tuyệt đối cho người bệnh.
Bên cạnh góc nhìn khoa học, câu chuyện nghiên cứu này còn mang một khía cạnh rất con người. Khi được hỏi về quan điểm của cha mình, người từng đối mặt với nguy cơ suy hô hấp, Takebe cho biết ông cụ rất ủng hộ và thậm chí tình nguyện trở thành đối tượng thử nghiệm. Dù điều đó không thể xảy ra vì xung đột lợi ích, Takebe nói rằng sự ủng hộ ấy chính là động lực mạnh mẽ để ông tiếp tục theo đuổi hành trình nghiên cứu.
