В то время как он смертельно опасен для людей при высоких уровнях, было обнаружено, что окись углерода в умеренных дозах помогает уменьшить воспаление и повреждение тканей в результате воздействия таких условий, как низкий уровень кислорода или снижение кровотока. Текущие клинические испытания проверяют его терапевтический потенциал для пациентов с травмами легких, инфекционным осложнением, известным как сепсис, и другими состояниями.«Мы очень рады этому исследованию, потому что морские млекопитающие и, в частности, морские слоны — одна из немногих моделей, где мы видим повышенный уровень окиси углерода, который считается терапевтическим», — сказал Майкл Тифт, докторант Института Скриппса. Океанография, Калифорнийский университет, Сан-Диего, проводивший исследование. «Мы думаем, что морской слон за миллионы лет эволюции потенциально придумал, как управлять этой системой угарного газа так, чтобы это было полезно для животных».
«Если мы сможем понять, какие уровни окиси углерода приносят наибольшую пользу животным и как животные поддерживают эти терапевтические уровни, есть надежда, что мы сможем использовать эту информацию, чтобы помочь в лечении определенных травм и патологий», — сказал Тифт.Tift представит это исследование на ежегодном собрании Американского физиологического общества в рамках экспериментальной биологии в 2016 году.
Исследователи проверили уровень окиси углерода в крови и выдыхаемом воздухе у девяти косаток, восьми северных морских слонов, семи афалин, пяти белух, трех китов с короткими плавниками и одного гавайского тюленя-монаха. Они обнаружили, что большинство морских млекопитающих выделяют окись углерода с концентрацией около 6 частей на миллион, что сравнимо с повышенным уровнем окиси углерода, выдыхаемым человеком, выкуривающим несколько пачек сигарет в день, или выше, и что морской слон выдыхает углерод. монооксид в 40 частей на миллион. Исследователи также обнаружили, что эти уровни могут быть столь же высокими в крови животных.
Морские млекопитающие являются хорошей экспериментальной моделью из-за их относительно большого количества эритроцитов и высокого уровня белка крови, известного как гемоглобин. У людей, а также у морских млекопитающих окись углерода образуется как побочный продукт жизненного цикла красных кровяных телец.
Когда эти клетки разрушаются после типичной продолжительности жизни менее четырех месяцев, гемоглобин высвобождается в кровоток. Компонент гемоглобина, известный как гем, затем расщепляется ферментами с образованием монооксида углерода, который попадает в легкие и в конечном итоге выдыхается.Исследователи предположили, что морские млекопитающие с более высоким уровнем гемоглобина и красных кровяных телец будут иметь более высокий уровень монооксида углерода, и поэтому морские млекопитающие могут предложить полезные идеи для улучшения терапии на основе монооксида углерода.
Результаты исследования подтверждают, что уровни окиси углерода действительно связаны с уровнями гемоглобина, и предполагают, что морской слон, который имеет самые высокие уровни, может стать полезным модельным организмом для будущих исследований потенциальных защитных эффектов окиси углерода.Помимо одной из самых высоких концентраций эритроцитов и гемоглобина среди всех когда-либо тестируемых млекопитающих, морские слоны, как известно, регулярно испытывают явление, известное как ишемия-реперфузия, во время длительных погружений и во время сна на суше.
Ишемия — это когда кровоток к тканям снижается, а реперфузия — это когда кровоток возвращается к этим тканям. Ныряющие животные регулярно снижают приток крови к определенным тканям, задерживая дыхание, чтобы сохранить насыщенную кислородом кровь для мозга и сердца. У людей ишемия тканей может быть очень разрушительной — например, это то, что вызывает необратимое повреждение сердца после сердечного приступа, — но морские слоны, похоже, сопротивляются этому повреждению, и, по мнению исследователя, окись углерода может помочь объяснить, почему.В качестве следующего шага исследователи планируют изучить, как оксид углерода в крови может помочь защитить морских слонов от травм, вызванных ишемией-реперфузией.
Они также планируют изучить производство окиси углерода у пингвинов и высокогорных животных, таких как ламы.В качестве предостережения Тифт сказал, что, хотя исследование сосредоточено на потенциальных преимуществах умеренных уровней окиси углерода, оно не предполагает, что курение или воздействие других источников горения, которые повышают воздействие окиси углерода, в любом случае полезно для здоровья.
Сигаретный дым содержит множество чрезвычайно токсичных химических компонентов, и любая польза от умеренного уровня окиси углерода не перевешивает вред от курения.