Dr Przygoda

W swoim gabinecie w Massachusetts General Hospital Warren Zapol ’62, który kieruje szpitalnym Centrum Anestezjologicznym ds. Badań Krytycznych, trzyma mały zbiornik tlenku azotu z ostrzegawczą trucizną – wezwij lekarza otoczonego symbolami czaszki i skrzyżowanych kości. Kiedy 25 lat temu kupował ten zbiornik, tlenek azotu był znany przede wszystkim jako składnik spalin samochodowych i dymu papierosowego. Ale naukowcy odkryli również, że sam organizm używa go do rozszerzania naczyń krwionośnych, a Zapol zastanawiał się, czy wdychany tlenek azotu może pomóc ludziom, którzy nie mogą uzyskać wystarczającej ilości tlenu, ponieważ mają wysokie ciśnienie krwi w naczyniach prowadzących do płuc – problem, który u noworodków jest znany jako zespół niebieskiego dziecka. Leczenie tych niemowląt tradycyjnie wiązało się z ryzykownymi procedurami.

Lekarze eksperymentowali ze sposobami rozluźnienia tych naczyń za pomocą związków ogólnie obniżających ciśnienie krwi. Ale to też może być niebezpieczne. Zapol postawił hipotezę, że wdychany tlenek azotu może działać lepiej, ponieważ byłby niszczony przez czerwone krwinki, więc nie krążyłby po organizmie. Aby przetestować ten pomysł, on i jego koledzy z Mass General podali owcy lek na nadciśnienie płucne. Następnie otworzyli wszystkie okna w laboratorium, założyli maski przeciwgazowe i za pomocą tracheostomii podali tlenek azotu. Odkryli, że ciśnienie krwi w jego płucach szybko spadło, bez odpowiedniego spadku gdzie indziej. Następnie przetestowali gaz na nowonarodzonych jagnięch i uzyskali te same wyniki. Niemowlęta będą następne.

W 1990 roku zespół podał tlenek azotu swojemu pierwszemu ludzkiemu noworodkowi: chłopcu, który był całkiem niebieski z powodu braku tlenu, jak twierdzi Jesse Roberts, neonatolog, który w tamtym czasie pracował z Zapolem. Grupa była przekonana, że ​​jest bezpieczna ze względu na pracę nad nowonarodzonymi zwierzętami, mówi Roberts. A przecież, jak mówi Zapol, wszystkie lekarstwa to trucizny. Po prostu chcesz zmniejszyć dawkę w sposób, sposób, w dół. Mimo to, kiedy leczyli dziecko, zakryliśmy na zbiorniku czaszki i skrzyżowane piszczele kawałkiem papieru – opowiada Zapol. Co ciekawe, przepływ krwi w płucach chłopca wzrósł w ciągu minuty; przeszedł z niebieskiego na różowy. Było tak szybko, że dostały dreszczy, mówi Roberts. W 2000 roku tlenek azotu został zatwierdzony przez Food and Drug Administration do stosowania u niemowląt z nadciśnieniem płucnym. Obecnie podaje się go około 30 000 pacjentom rocznie, zarówno niemowlętom, jak i dorosłym.

Wcześniej niebieskie dzieci były zwykle umieszczane w sztucznych płucach – technologii, którą sam Zapol pomógł w rozwoju na wczesnym etapie. Leczenie, które obejmuje zabieg chirurgiczny i może spowodować krwawienie w mózgu, trwało na ogół od pięciu dni do dwóch tygodni, szacuje Zapol. W przeciwieństwie do tego tlenek azotu jest zwykle potrzebny tylko przez cztery do pięciu dni, kiedy to reaguje około 80 procent dzieci. Tylko wtedy, gdy leczenie nie działa, lekarze uciekają się do sztucznych płuc. Zapol lubi żartować, Mój pierwszy projekt zostanie ukończony tylko wtedy, gdy najpierw zrobisz mój drugi projekt.

Zapol oferuje kawałek lodu spragnionej pieczęci Weddella z mikrokomputerem w pobliżu stacji McMurdo na Antarktydzie w 1986 roku.

Zapol, który był głównym anestezjologiem w MGH w latach 1994-2008, a od 1972 jest członkiem wydziału Uniwersytetu Harvarda, od dawna interesuje się złożonością oddychania i krążenia płucnego – nie tylko u myszy, owiec i niemowląt, ale także u ssaków na wolności . Niedługo po tym, jak na początku lat 70. skończył rezydenturę w anestezjologii w MGH, powiedziano mu o pieczęci Antarktydy Weddella, która może wstrzymywać oddech na ponad godzinę. Wspomina, że ​​początkowo odrzucił to twierdzenie jako bzdury. Ale kiedy dowiedział się, że foka rzeczywiście wykonuje długie, głębokie nurkowania pod lodem, złożył wniosek o grant na jej zbadanie, sądząc, że może to dać jakiś wgląd w ludzką fizjologię. Jako anestezjolog, gdyby można było skłonić pacjentów do wstrzymania oddechu na półtorej godziny, byłoby naprawdę miło, mówi.

Podczas serii ekspedycji, które rozpoczęły się w połowie lat 70., Zapol i jego koledzy udali się do tego, co nazywa najpiękniejszym laboratorium na świecie – Stacją McMurdo National Science Foundation, zbudowaną na wulkanicznej skale antarktycznej wyspy Ross. Przekonali marynarkę wojenną, by wywierciła dziurę w lodzie 15 mil od brzegu, gdzie mogliby uwolnić foki, które schwytali w koloniach na lodzie morskim w pobliżu wyspy. (Ponieważ w pobliżu nie było żadnych innych otworów oddechowych, zespół argumentował, że pod koniec nurkowania uszczelki powrócą w to samo miejsce, umożliwiając zbieranie danych.) Jeden z kolegów Zapola z MGH zaprojektował przenośny mikrokomputer, który mógł wytrzymują ekstremalne ciśnienie i mrozy, jednocześnie zbierając informacje na temat tętna fok, poziomu tlenu i innych zmiennych. Wciągnęli pierwszą fokę do sań i przetransportowali ją po lodzie za pomocą ratraka śnieżnego, którego potężne gąsienice przydały się, ciągnąc zwierzę, które może mieć 10 stóp długości i ważyć nawet 1200 funtów. Przymocowali mikrokomputer do gumowego arkusza, który przykleili do grzbietu foki przed wprowadzeniem zwierzęcia do otworu.

W ciągu dziewięciu antarktycznych ekspedycji badawczych Zapol i jego koledzy zebrali mnóstwo danych na temat tego, co dzieje się z fokami zanurzającymi się pod lodem. Inni badacze zaobserwowali, że tętno fok dramatycznie zwalnia podczas nurkowania. Ale nie zgodzili się, czy ta reakcja, zwana odruchem nurkowania, była wytworem warunków laboratoryjnych, w których foki miały mniejszą kontrolę. Grupa Zapola wykazała, że ​​zwierzęta na wolności wykazują odruch nurkowania; ich tętno zmniejsza się, aby oszczędzać tlen, spadając jeszcze niżej podczas dłuższych podróży w dół. (W sztucznych warunkach, w których nie wiedzieli, jak długo będzie trwać nurkowanie, za każdym razem zdawali się w pełni chronić, mówi Zapol.) Odkryli, że foki pozostają pod wodą, przechowując w śledzionie czerwone krwinki przenoszące tlen i zwalniając je w razie potrzeby. Podczas jednej z wypraw zespół Zapol wykonał zdjęcia ultrasonograficzne śledzion zwierząt przed i po długim nurkowaniu, obliczając dokładny spadek objętości narządu w miarę uwalniania krwinek. Badali także fizjologię ciężarnych fok i ich płodów – jak to ujął Zapol, łódź podwodna w łodzi podwodnej. W pewnym sensie wszystkie foki Weddella stają się płodami podczas nurkowania, dodaje, ponieważ zapadają się w płuca i, podobnie jak płody, nie polegają na nich w celu uzyskania tlenu. (Zarówno foki, jak i płody ludzkie otrzymują tlen przez pępowinę.) Naukowcy odkryli, że zdolność fok do zapadania się płuc pomogła im również uniknąć choroby dekompresyjnej lub zagięć.

Ostatecznie Zapol i jego zespół nie znaleźli związku między fizjologią fok a wyzwaniami, przed którymi stoją ludzie, którym brakuje wystarczającego natlenienia. Mimo to ekspedycje przyczyniły się do zrozumienia przez naukowców samych fok. Dołączenie do Zapola podczas jego ekspedycji w 1992 roku było doświadczeniem zmieniającym życie, mówi William Hurford, obecnie kierownik anestezjologii na University of Cincinnati College of Medicine. Cudowną częścią była czystość badań… medytacja… Miałeś tylko jedną rzecz do zrobienia i nigdy się nie ściemniało. Wydaje się zdumiewające, dodaje, że te wyprawy w ogóle miały miejsce. Zapol zadzwonił do ekspertów z całego świata, w tym do zapracowanych klinicystów pracujących w różnych dziedzinach, mówiąc: Hej, dlaczego nie przyjechać na kilka miesięcy na Antarktydę i pogoń za fokami? wspomina. To znaczy, od samego początku to śmieszne, ale był w stanie to zrobić. W 2006 roku antarktyczny lodowiec został nazwany imieniem Zapola w uznaniu jego zasług.

Lekarze Konrad Falke, Graham Liggins, Zapol i Jesse Roberts na Antarktydzie w 1993 roku.

Z biegiem lat ciekawość Zapola zaprowadziła go również do Japonii i Korei, gdzie wraz z kolegami badał nurki słuchotek, które schodzą na głębokość 25 metrów bez butli z powietrzem i sprzętu do nurkowania. Prezydenci George Bush i Barack Obama mianowali go do USA. Komisja ds. Badań Arktycznych , dzięki której był orędownikiem prac nad zdrowiem psychicznym rdzennych mieszkańców Arktyki. Otrzymał 13 patentów w USA związanych z jego badaniami nad tlenkiem azotu; inne są w toku. A tantiemy z wcześniejszych prac finansują dodatkowe badania nad gazem. Te tantiemy umożliwiły również Zapolowi i jego żonie Nikki utworzenie funduszu powierniczego o wartości 3 milionów dolarów, aby sfinansować profesurę w nowym Instytucie Inżynierii Medycznej i Nauki (IMES) MIT w zeszłym roku. (Zapolowie są małżeństwem od 45 lat i mają dwoje dzieci; ich syn, David '95, poznał swoją żonę podczas jednej z wypraw antarktycznych). wybrał IMES jako sposób na wspieranie tego, mówi zastępca dyrektora IMES Emery Brown, kolega anestezjolog w MGH i profesor neurologii obliczeniowej oraz nauk o zdrowiu i technologii w MIT. (Brown jest również profesorem anestezjologii w Harvard Medical School, której nazwa pochodzi od Zapola.)

Dziś 72-letni Zapol łączy swoją pracę nad tlenkiem azotu z wieloletnim zainteresowaniem chorobą, którą zna z pierwszej ręki. Tuż po ukończeniu MIT zachorował na malarię, prowadząc ekspedycję przez południowo-zachodnią Azję, badając i dokumentując obszary rzadko odwiedzane przez osoby z zewnątrz. To doświadczenie, jak mówi, rozpaliło jego zainteresowanie medycyną. Obecnie prowadzi pilotażowe badanie w Ugandzie, aby przetestować stosowanie tlenku azotu u dzieci z poważnym powikłaniem zwanym malarią mózgową, w której chore komórki krwi zatykają naczynia mózgu. Stan ten może spowodować uszkodzenie mózgu, śpiączkę, a nawet śmierć. Wcześniejsze badania na myszach sugerowały, że tlenek azotu może przynosić korzyści jako terapia wspomagająca, więc Zapol i jego afrykańscy koledzy przeprowadzają badanie na około 90 dzieciach. Jeśli wyniki będą obiecujące, przejdą do większych badań klinicznych w wielu ośrodkach na całym kontynencie.

Zapol pracuje też nad tańszym sposobem generowania tlenku azotu przy łóżku pacjenta, wykorzystując mały inhalator ze świecą zapłonową do pobierania gazu bezpośrednio z powietrza. Byłoby to szczególnie cenne w krajach rozwijających się, gdzie transport i dostarczanie dużych butli z gazem mogłoby okazać się trudne. W głębi serca jestem lekarzem, mówi. Chociaż spędzam dużo czasu na badaniu fok, owiec i innych zwierząt, moim głównym zainteresowaniem są ludzie.

ukryć