211service.com
Dr. Avventura
Nel suo ufficio al Massachusetts General Hospital, Warren Zapol '62, che dirige l'Anesthesia Center for Critical Care Research dell'ospedale, tiene un piccolo serbatoio di ossido nitrico con il veleno di avvertimento: chiama un medico fiancheggiato dai simboli del teschio e delle ossa incrociate. Quando ha acquistato questo serbatoio 25 anni fa, l'ossido nitrico era noto principalmente come componente dello scarico delle auto e del fumo di sigaretta. Ma i ricercatori avevano anche scoperto che il corpo stesso lo usa per dilatare i vasi sanguigni, e Zapol si chiedeva se l'ossido nitrico inalato potesse aiutare le persone che non hanno abbastanza ossigeno perché hanno la pressione alta nei vasi che portano ai polmoni, un problema che nei neonati è nota come sindrome del bambino blu. Trattare questi bambini tradizionalmente comportava procedure rischiose.
I medici avevano sperimentato modi per rilassare questi vasi usando composti che riducono la pressione sanguigna in generale. Ma anche questo può essere pericoloso. Zapol ipotizzò che l'ossido nitrico inalato potesse funzionare meglio poiché sarebbe stato distrutto dai globuli rossi, quindi non circolerebbe in tutto il corpo. Per testare questa idea, lui e i suoi colleghi del Mass General hanno somministrato a una pecora un farmaco per indurre l'ipertensione polmonare. Quindi hanno aperto tutte le finestre del laboratorio, indossato maschere antigas e somministrato ossido nitrico tramite tracheostomia. Hanno scoperto che la pressione sanguigna nei suoi polmoni scendeva rapidamente, senza un corrispondente calo altrove. Quindi hanno testato il gas su agnelli appena nati e hanno ottenuto gli stessi risultati. I bambini sarebbero stati i prossimi.
Nel 1990, il team ha somministrato ossido nitrico al suo primo neonato umano: un ragazzo che era piuttosto blu per mancanza di ossigeno, secondo Jesse Roberts, un neonatologo che all'epoca lavorava con Zapol. Il gruppo era sicuro che fosse sicuro grazie al lavoro sugli animali appena nati, dice Roberts. E dopotutto, come dice Zapol, tutte le medicine sono veleni. Vuoi solo ridurre la dose molto, molto, molto in basso. Tuttavia, quando hanno curato il bambino, abbiamo coperto i teschi e le ossa incrociate sulla vasca con un pezzo di carta, dice Zapol. Sorprendentemente, il flusso sanguigno polmonare del ragazzo è aumentato in un minuto; è passato dal blu al rosa. È stato così rapido che abbiamo avuto i brividi, dice Roberts. Nel 2000, l'ossido nitrico è stato approvato dalla Food and Drug Administration per l'uso nei bambini con ipertensione polmonare. Oggi viene somministrato a circa 30.000 pazienti all'anno, sia neonati che adulti.
In precedenza, i bambini blu venivano in genere posti su polmoni artificiali, una tecnologia che lo stesso Zapol ha contribuito a sviluppare presto. Il trattamento, che prevede una procedura chirurgica e può causare emorragie nel cervello, ha richiesto generalmente da cinque giorni a due settimane, stima Zapol. L'ossido nitrico, al contrario, è di solito necessario solo per quattro o cinque giorni, entro i quali circa l'80% dei bambini risponde. Solo se il trattamento non funziona i medici ricorrono ai polmoni artificiali. A Zapol piace scherzare, il mio primo progetto viene portato a termine solo se fai prima il mio secondo progetto.
Zapol offre un pezzo di ghiaccio a una foca assetata di Weddell che indossa un microcomputer vicino alla stazione McMurdo in Antartide nel 1986.
Zapol, che è stato capo anestesista presso MGH dal 1994 al 2008 ed è membro della facoltà di Harvard dal 1972, è stato a lungo interessato alle complessità della respirazione e della circolazione polmonare, non solo nei topi, nelle pecore e nei bambini, ma nei mammiferi allo stato brado . Poco dopo aver terminato la sua residenza in anestesia al MGH, nei primi anni '70, gli è stato detto del sigillo di Weddell dell'Antartide, che può trattenere il respiro per oltre un'ora. In un primo momento ha respinto tale affermazione come una stronzata, ricorda. Ma quando ha saputo che la foca fa davvero lunghe e profonde immersioni sotto il ghiaccio, ha chiesto una borsa di studio per studiarla, pensando che potesse fornire qualche intuizione sulla fisiologia umana. Come anestesista, se potessi far trattenere il respiro ai tuoi pazienti per un'ora e mezza, sarebbe davvero bello, dice.
In una serie di spedizioni iniziate a metà degli anni '70, Zapol e i suoi colleghi si sono recati in quello che definisce il laboratorio più bello del mondo: la stazione McMurdo della National Science Foundation, costruita sulla roccia vulcanica dell'isola di Ross in Antartide. Convinsero la Marina a praticare un foro nel ghiaccio a 15 miglia al largo, dove avrebbero rilasciato le foche che avevano catturato nelle colonie sul ghiaccio marino vicino all'isola. (Dal momento che non c'erano altri fori di respirazione nelle vicinanze, ragionò il team, le foche sarebbero tornate nello stesso punto alla fine dell'immersione, rendendo possibile la raccolta dei dati.) Uno dei colleghi di Zapol al MGH aveva progettato un microcomputer portatile in grado di resistere a pressioni estreme e temperature gelide mentre si raccolgono informazioni sulla frequenza cardiaca delle foche, sui livelli di ossigeno e su altre variabili. Hanno persuaso la prima foca in una slitta e l'hanno trasportata attraverso il ghiaccio usando un gatto delle nevi, i cui potenti cingoli sono tornati utili per tirare un animale che può essere lungo 10 piedi e pesare fino a 1.200 libbre. Hanno attaccato un microcomputer a un foglio di gomma, che hanno incollato sul dorso della foca prima di guidare l'animale nella buca.
Nel corso di nove spedizioni di ricerca in Antartide, Zapol e i suoi colleghi hanno raccolto una grande quantità di dati su ciò che accade alle foche mentre si tuffano sotto il ghiaccio. Altri ricercatori avevano osservato che la frequenza cardiaca delle foche rallenta notevolmente durante le immersioni. Ma non erano d'accordo sul fatto che questa risposta, chiamata riflesso dell'immersione, fosse un artefatto delle condizioni di laboratorio, in cui le foche avevano meno controllo. Il gruppo di Zapol ha dimostrato che gli animali mostrano un riflesso di immersione in natura; la loro frequenza cardiaca diminuisce per conservare ossigeno, scendendo ancora più in basso nei viaggi più lunghi. (In condizioni artificiali, in cui non sapevano quanto sarebbe durata l'immersione, sembravano proteggersi completamente ogni volta, dice Zapol.) Hanno scoperto che le foche rimangono sott'acqua immagazzinando globuli rossi che trasportano ossigeno nella loro milza e rilasciandoli secondo necessità. In una spedizione, il team di Zapol ha scattato immagini ad ultrasuoni della milza degli animali prima e dopo una lunga immersione, calcolando la precisa diminuzione del volume dell'organo quando le cellule del sangue venivano rilasciate. Hanno anche studiato la fisiologia delle foche gravide e dei loro feti, come dice Zapol, un sottomarino all'interno di un sottomarino. In un certo senso, tutte le foche di Weddell diventano fetali quando si immergono, aggiunge, perché collassano i polmoni e, come i feti, non si affidano a loro per ottenere ossigeno. (Sia la foca che i feti umani ricevono ossigeno attraverso il cordone ombelicale.) I ricercatori hanno scoperto che la capacità delle foche di far collassare i polmoni li ha aiutati anche a evitare la malattia da decompressione o le pieghe.
Alla fine, Zapol e il suo team non hanno trovato un collegamento tra la fisiologia delle foche e le sfide affrontate dagli umani che non hanno sufficiente ossigenazione. Tuttavia, le spedizioni hanno contribuito alla comprensione da parte dei ricercatori dei sigilli stessi. Unirsi a Zapol nella sua spedizione del 1992 è stata un'esperienza che ha cambiato la vita, afferma William Hurford, ora presidente di anestesiologia presso l'Università di Cincinnati College of Medicine. La parte meravigliosa era la purezza della ricerca... la meditazione... Avevi solo una cosa da fare e non faceva mai buio. Sembra incredibile, aggiunge, che queste spedizioni siano avvenute. Zapol ha chiamato esperti da tutto il mondo, inclusi medici impegnati che lavorano in una vasta gamma di campi, per dire: Ehi, perché non vieni in Antartide per un paio di mesi e insegui alcune foche in giro? ricorda. Voglio dire, è ridicolo fin dall'inizio, ma è stato in grado di farlo. Nel 2006, un ghiacciaio antartico è stato intitolato a Zapol in riconoscimento dei suoi contributi.
I medici Konrad Falke, Graham Liggins, Zapol e Jesse Roberts in Antartide nel 1993.
Nel corso degli anni, la curiosità di Zapol lo ha portato anche in Giappone e Corea, dove lui e i suoi colleghi hanno studiato le subacquee abalone che scendono fino a 25 metri senza bombole d'aria o attrezzatura subacquea. I presidenti George Bush e Barack Obama lo hanno nominato negli Stati Uniti. Commissione per la ricerca sull'Artico , attraverso il quale ha sostenuto il lavoro sulla salute mentale delle popolazioni indigene nell'Artico. Ha ricevuto 13 brevetti statunitensi relativi alla sua ricerca sull'ossido nitrico; altri sono in attesa. E le royalties dei lavori precedenti stanno finanziando ulteriori studi sul gas. Tali royalties hanno anche permesso a Zapol e a sua moglie, Nikki, di costituire un fondo di beneficenza da 3 milioni di dollari per finanziare una cattedra nel nuovo Institute for Medical Engineering and Science (IMES) del MIT lo scorso anno. (Gli Zapol sono sposati da 45 anni e hanno due figli; il loro figlio, David '95, ha incontrato sua moglie in una delle spedizioni antartiche.) Il suo successo è stato davvero l'interfaccia tra la scienza di base e la ricerca clinica, e penso ha scelto IMES come un modo per promuovere ciò, afferma il direttore associato di IMES Emery Brown, collega anestesista presso MGH e professore di neuroscienze computazionali e scienze e tecnologia della salute al MIT. (Brown è anche titolare di una cattedra di anestesia alla Harvard Medical School che prende il nome da Zapol.)
Oggi Zapol, che ora ha 72 anni, unisce il suo lavoro sull'ossido nitrico a un interesse di lunga data per una malattia che conosce in prima persona. Subito dopo essersi laureato al MIT, contrasse la malaria mentre guidava una spedizione attraverso il sud-ovest asiatico, esplorando e documentando aree che raramente erano state visitate da estranei. Quell'esperienza, dice, ha acceso il suo interesse per la medicina. Ora sta conducendo uno studio pilota in Uganda per testare l'uso dell'ossido nitrico nei bambini con una grave complicanza chiamata malaria cerebrale, in cui le cellule del sangue malate ostruiscono i vasi sanguigni del cervello. La condizione può causare danni al cervello, coma o persino la morte. Precedenti studi sui topi hanno suggerito che l'ossido nitrico potrebbe avere benefici come terapia aggiuntiva, quindi Zapol e i suoi colleghi africani stanno conducendo una sperimentazione con circa 90 bambini. Se i risultati sono promettenti, passeranno a studi clinici più ampi in più siti in tutto il continente.
Zapol sta anche lavorando a un modo più economico per generare ossido nitrico al capezzale, utilizzando un piccolo inalatore con una candela per estrarre il gas direttamente dall'aria. Ciò sarebbe particolarmente prezioso nei paesi in via di sviluppo, dove il trasporto e la consegna di bombole di gas di grandi dimensioni potrebbe rivelarsi difficile. Sono un medico nel cuore, dice. Anche se trascorro molto tempo a studiare foche, pecore e altri animali, il mio interesse principale sono le persone.