Dr. Adventure

På sit kontor på Massachusetts General Hospital holder Warren Zapol ’62, som leder hospitalets Anæsthesia Center for Critical Care Research, en lille tank nitrogenoxid med advarselsgiften – ring til en læge flankeret af kranie-og-korsbenede symboler. Da han købte denne tank for 25 år siden, var nitrogenoxid først og fremmest kendt som en komponent i biludstødning og cigaretrøg. Men forskere havde også opdaget, at kroppen selv bruger det til at udvide blodkar, og Zapol spekulerede på, om inhaleret nitrogenoxid kunne hjælpe folk, der ikke kan få nok ilt, fordi de har forhøjet blodtryk i de kar, der fører til lungerne - et problem, der hos nyfødte er kendt som blåt babysyndrom. Behandling af disse spædbørn involverede traditionelt risikable procedurer.

Læger havde eksperimenteret med måder at slappe af på disse kar ved hjælp af forbindelser, der sænker blodtrykket generelt. Men det kan også være farligt. Zapol antog, at inhaleret nitrogenoxid kunne fungere bedre, da det ville blive ødelagt af røde blodlegemer, så det ikke ville cirkulere i hele kroppen. For at teste denne idé gav han og hans kolleger ved Mass General et får et lægemiddel til at fremkalde pulmonal hypertension. Så åbnede de alle vinduerne i laboratoriet, tog gasmasker på og indgav nitrogenoxid ved hjælp af en trakeostomi. De fandt ud af, at blodtrykket i dens lunger hurtigt faldt, uden et tilsvarende fald andre steder. Så testede de gassen på nyfødte lam og fik de samme resultater. Babyer ville være den næste.

I 1990 administrerede holdet nitrogenoxid til sin første menneskelige nyfødte: en dreng, der var ret blå af mangel på ilt, ifølge Jesse Roberts, en neonatolog, der arbejdede med Zapol på det tidspunkt. Gruppen var overbevist om, at det var sikkert på grund af arbejdet med nyfødte dyr, siger Roberts. Og trods alt, som Zapol siger, er al medicin gift. Du vil bare skære ned i dosis. Alligevel, da de behandlede babyen, dækkede vi kranierne og korsbenene på tanken med et stykke papir, siger Zapol. Bemærkelsesværdigt steg drengens pulmonale blodgennemstrømning inden for et minut; han gik fra blå til pink. Det var så hurtigt, at vi fik kuldegysninger, siger Roberts. I 2000 blev nitrogenoxid godkendt af Food and Drug Administration til brug hos babyer med pulmonal hypertension. I dag gives det til omkring 30.000 patienter om året, både babyer og voksne.

Tidligere blev blå babyer typisk anbragt på kunstige lunger - en teknologi, som Zapol selv var med til at udvikle tidligt. Behandlingen, som involverer et kirurgisk indgreb og kan forårsage blødninger i hjernen, tog generelt fem dage til to uger, vurderer Zapol. Nitrogenoxid er derimod normalt kun nødvendigt i fire til fem dage, hvorefter omkring 80 procent af babyerne reagerer. Kun hvis behandlingen ikke virker, tyer lægerne til de kunstige lunger. Zapol kan lide at joke, Mit første projekt bliver kun færdigt, hvis du laver mit andet projekt først.

Zapol tilbyder et stykke is til en tørstig Weddell-sæl iført en mikrocomputer nær McMurdo Station i Antarktis i 1986.

Zapol, der var chefanæstesilæge ved MGH fra 1994 til 2008 og har været medlem af Harvard-fakultetet siden 1972, har længe været interesseret i kompleksiteten af ​​vejrtrækning og lungekredsløb - ikke kun hos mus, får og babyer, men hos pattedyr i naturen . Kort efter at han afsluttede sit ophold i anæstesi på MGH, i begyndelsen af ​​1970'erne, fik han at vide om Weddell-sælen fra Antarktis, som kan holde vejret i over en time. Først afviste han den påstand som bullshit, husker han. Men da han fandt ud af, at sælen faktisk laver lange, dybe dyk under isen, ansøgte han om et stipendium til at studere den, da han troede, at den kunne give et indblik i menneskets fysiologi. Hvis man som anæstesilæge kunne få sine patienter til at holde vejret i halvanden time, ville det være rigtig rart, siger han.

På en række ekspeditioner, der begyndte i midten af ​​1970'erne, tog Zapol og hans kolleger til det, han kalder det smukkeste laboratorium i verden - National Science Foundations McMurdo Station, som er bygget på den vulkanske klippe på Antarktis Ross Island. De overbeviste flåden om at bore et hul i isen 15 miles offshore, hvor de ville frigive de sæler, de havde fanget i kolonier på havisen nær øen. (Da der ikke var andre åndehuller i nærheden, ræsonnerede holdet, ville sælerne vende tilbage til det samme sted ved slutningen af ​​dykket, hvilket gjorde det muligt at indsamle data.) En af Zapols kolleger hos MGH havde designet en bærbar mikrocomputer, der kunne modstå ekstreme tryk og frostgrader, mens de indsamler information om sælernes hjertefrekvens, iltniveauer og andre variabler. De lokkede den første sæl ind i en slæde og transporterede den hen over isen ved hjælp af en snekat, hvis kraftige løbebaner kom til nytte ved at trække et dyr, der kan være 10 fod langt og veje så meget som 1.200 pund. De fastgjorde en mikrocomputer til en gummiplade, som de limede fast på sælens ryg, inden de førte dyret ind i hullet.

Over ni antarktiske forskningsekspeditioner indsamlede Zapol og hans kolleger et væld af data om, hvad der sker med sælerne, når de styrter ned under isen. Andre forskere havde observeret, at sælernes hjertefrekvens falder dramatisk under dyk. Men de var uenige om, hvorvidt dette svar, kaldet en dykkerefleks, var en artefakt af laboratorieforhold, hvor sælerne havde mindre kontrol. Zapols gruppe demonstrerede, at dyrene udviser en dykkerefleks i naturen; deres hjertefrekvens falder for at spare på ilt og falder endnu lavere på længere ture ned. (Under kunstige forhold, hvor de ikke vidste, hvor længe dykket ville vare, så de ud til at beskytte sig selv fuldt ud hver gang, siger Zapol.) De fandt ud af, at sæler forbliver under vandet ved at opbevare iltbærende røde blodlegemer i deres milt og frigive dem efter behov. På en ekspedition tog Zapols hold ultralydsbilleder af dyrenes milte før og efter et langt dyk, og beregnede det præcise fald i organets volumen, efterhånden som blodcellerne blev frigivet. De studerede også fysiologien af ​​gravide sæler og deres fostre - som Zapol udtrykker det, en ubåd i en ubåd. På en måde bliver alle Weddell-sæler føtale, når de dykker, tilføjer han, fordi de kollapser deres lunger og, ligesom fostre, ikke er afhængige af, at de får ilt. (Både sæl- og menneskefostre modtager ilt gennem navlestrengen.) Forskerne fandt ud af, at sælernes evne til at kollapse deres lunger også hjalp dem med at undgå trykfaldssyge eller bøjningerne.

I sidste ende fandt Zapol og hans team ikke en sammenhæng mellem sælernes fysiologi og de udfordringer, som mennesker står over for, som mangler tilstrækkelig iltning. Alligevel bidrog ekspeditionerne til forskernes forståelse af selve sælerne. At slutte sig til Zapol på hans ekspedition i 1992 var en livsændrende oplevelse, siger William Hurford, nu formand for anæstesiologi ved University of Cincinnati College of Medicine. Det vidunderlige var forskningens renhed … meditativiteten … Du havde kun én ting at gøre, og det blev aldrig mørkt. Det virker forbløffende, tilføjer han, at disse ekspeditioner overhovedet fandt sted. Zapol ringede til eksperter fra hele verden, inklusive travle klinikere, der arbejder inden for en række områder, for at sige: Hej, hvorfor ikke komme ned til Antarktis i et par måneder og jage nogle sæler rundt? husker han. Jeg mener, det er latterligt fra starten, men han var i stand til at gøre det. I 2006 blev en antarktisk gletsjer opkaldt efter Zapol som en anerkendelse af hans bidrag.

Læger Konrad Falke, Graham Liggins, Zapol og Jesse Roberts i Antarktis i 1993.

I årenes løb førte Zapols nysgerrighed ham også til Japan og Korea, hvor han og hans kolleger studerede kvindelige abalone-dykkere, der går ned helt op til 25 meter uden lufttanke eller dykkerudstyr. Præsidenterne George Bush og Barack Obama udnævnte ham til USA. Arktisk Forskningskommission , hvorigennem han har forkæmpet arbejdet med den mentale sundhed hos oprindelige folk i Arktis. Han har modtaget 13 amerikanske patenter relateret til hans forskning i nitrogenoxid; andre afventer. Og royalties fra tidligere arbejde finansierer yderligere undersøgelser af gassen. Disse royalties gjorde det også muligt for Zapol og hans kone, Nikki, at oprette en 3 millioner dollars velgørende restfond for at finansiere et professorat i MITs nye Institut for Medicinsk Teknik og Videnskab (IMES) sidste år. (The Zapols har været gift i 45 år og har to børn; deres søn, David '95, mødte sin kone på en af ​​de antarktiske ekspeditioner.) Hans succes har virkelig været i grænsefladen mellem grundvidenskab og klinisk forskning, og jeg tror, han valgte IMES som en måde at fremme det på, siger IMES associeret direktør Emery Brown, en kollega anæstesiolog ved MGH og professor i computational neuroscience og sundhedsvidenskab og teknologi ved MIT. (Brown har tilfældigvis også et professorat i anæstesi ved Harvard Medical School, der er opkaldt efter Zapol.)

I dag kombinerer Zapol, som nu er 72, sit arbejde med nitrogenoxid med en langvarig interesse for en sygdom, han kender fra første hånd. Lige efter sin eksamen fra MIT fik han malaria, mens han ledede en ekspedition gennem det sydvestlige Asien, hvor han udforskede og dokumenterede områder, der sjældent var blevet besøgt af udenforstående. Den oplevelse, siger han, tændte hans interesse for medicin. Nu leder han et pilotstudie i Uganda for at teste brugen af ​​nitrogenoxid hos børn med en alvorlig komplikation kaldet cerebral malaria, hvor syge blodlegemer tilstopper kar til hjernen. Tilstanden kan forårsage hjerneskade, koma eller endda død. Tidligere undersøgelser i mus har antydet, at nitrogenoxid kan have fordele som en supplerende terapi, så Zapol og hans afrikanske kolleger udfører et forsøg med omkring 90 børn. Hvis resultaterne er lovende, vil de gå videre til større kliniske forsøg på flere steder på tværs af kontinentet.

Zapol arbejder også på en billigere måde at generere nitrogenoxid ved sengekanten ved at bruge en lille inhalator med et tændrør til at trække gassen direkte fra luften. Dette vil især være værdifuldt i udviklingslandene, hvor transport og levering af store gasflasker kan vise sig at være vanskeligt. Jeg er læge i hjertet, siger han. Selvom jeg bruger meget tid på at studere sæler og får og andre dyr, er min primære interesse mennesker.

skjule