В отличие от некоторых животных человек не умеет впадать в спячку и замедлять метаболизм. Однако это пригодилось бы для срочных хирургических операций или, например, когда надо спасти рабочих, заблокированных в шахте. Кроме того, без анабиоза немыслимы будущие межпланетные путешествия. В конце прошлого года ученые ввели в такое состояние пациента с огнестрельным ранением живота. Он выжил. Сколько времени можно провести в искусственной спячке и есть ли у этого неприятные последствия?
Заснуть, чтобы выжить
В 2003 году после нескольких безуспешных попыток исследователи из Питтсбургского университета (США) наконец погрузили собак в гибернацию — так по-научному называется зимняя спячка. Для этого всю их кровь заменили холодным физраствором, из-за чего температура тела упала до десяти градусов Цельсия. Так 27 животных провели два часа, а после возвращения крови в организм и пробуждения у них не зафиксировали никаких повреждений мозга.
Три года спустя похожий эксперимент организовали специалисты Мэрилендского университета и Гарвардской медицинской школы (США). Они сначала смоделировали ситуацию тяжелой травмы — повредили артерии у 40 подопытных свиней. А затем, когда те потеряли половину крови, некоторым животным заменили оставшуюся холодным физраствором, из-за чего температура тела уменьшилась до десяти градусов Цельсия. После этого зашили поврежденные сосуды и вернули кровь на место.
В результате выжили только те свиньи, которые побывали в гибернации. Более того, в дальнейшем у них не было проблем со здоровьем и обучаемостью. А вот их сородичи с нормальной температурой тела операцию не пережили.
Пуля дура, хирург молодец
С человеком такое проделали только в прошлом году, хотя разрешение на процедуру медики из Мэрилендского университета под руководством Самюэля Тишермана получили еще в 2014-м. Речь шла об анабиозе пациента с тяжелой травмой и остановкой сердца, потерявшего половину крови.
Обычно шансы выжить у таких больных невысокие — не более пяти процентов, однако исследователи предполагали, что, если пациента успеть охладить до десяти градусов за 15 минут, метаболические процессы в организме замедлятся, а значит, клетки получат возможность выжить без кислорода.
Дело в том, что при нормальной температуре — около 37 градусов Цельсия — клеткам необходимо бесперебойное снабжение кислородом. Как только сердце останавливается, а кровь перестает переносить кислород, у мозга есть не более пяти минут, чтобы выйти из этого состояния без потерь. После этого начинаются необратимые изменения. Резкое охлаждение тела может замедлить или даже приостановить химические реакции в клетках, и кислорода им потребуется меньше. Тогда клетки, в том числе и нейроны, проживут несколько часов, и у хирургов появится дополнительное время на сложную операцию.
Так и вышло. Пациента, чье имя не называется, доставили в университетскую клинику с огнестрельным ранением брюшной полости и большой кровопотерей. Как и предполагалось, после замены крови холодным солевым раствором температура тела упала до десяти градусов и все процессы в организме замедлились. Мозговая деятельность практически отсутствовала. В таком состоянии — близком к клинической смерти — пациента отсоединили от системы охлаждения и поместили на операционный стол, где хирурги за два часа устранили причину острой кровопотери.
Затем снова заместили физраствор кровью, восстановили обычную температуру тела и запустили сердце. В результате человек выжил, и пока когнитивных нарушений врачи у него не зафиксировали.
Как отмечают ученые, в рамках исследования они сравнят результаты лечения десяти человек по этой методике и людей, которые попали в аналогичную ситуацию, но подобной помощи не получили. Итоги обещают сообщить к концу 2020 года.
Руководитель исследования профессор Высшей школы медицины Мэрилендского университета Самюэль Тишерман отказывается говорить о том, сколько человек выжили после применения методики. Но уточняет, что все они находились в анабиозе не более двух часов, а также подчеркивает: его эксперименты не имеют никакого отношения к перспективе дальних космических полетов.
По теме: Астрономы определили источник загадочного радиосигнала из космоса
К далеким планетам
Полноценная гибернация в полете — пока вопрос очень отдаленного будущего. Национальные космические агентства больше интересуются исследованиями способов введения космонавтов и астронавтов в состояние, близкое к оцепенению, когда метаболизм замедляется на длительное время, но мозг продолжает функционировать. Это называют гипобиозом.
Ученые рассчитывали на опиоидоподобное вещество HIT (hibernation induction trigger). В 2006 году его выделили из крови животных, находящихся в спячке. Однако на тех, кто зиму проводит в активном состоянии, HIT не действовал так, как ожидалось. Они поддерживали активный образ жизни, а вот их внутренние органы получили дополнительную защиту от повреждений.
Примерно в то же время ученым Вашингтонского университета удалось ввести в шестичасовую гибернацию мышей, которые в природных условиях никогда не впадают в спячку. Грызунов заставили дышать воздухом с сероводородом, и температура тела снизилась до 13 градусов, а обмен веществ замедлился в десять раз. С более крупными млекопитающими подобный эксперимент провалился. При низких дозах они не впадали в спячку, при более высоких — погибали.
В 2015-м в Институте биофизики клетки РАН при поддержке Фонда перспективных исследований пытались ввести в гипобиоз крыс, которые зимой не впадают в спячку. Животным давали специальный препарат на основе ксенона в двух вариантах — в виде газовой смеси и таблеток.
В результате грызуны оцепенели почти на семь суток. Сердцебиение уменьшилось в два-четыре раза, а температура тела снизилась на семь-восемь градусов. После того как крысам переставали давать препарат, они самопроизвольно восстанавливались в течение 10-15 часов.
Похожих результатов на крысах в этом году добились американские и японские ученые. Они воздействовали на Q-нейроны — группу нервных клеток в гипоталамусе, которая, судя по всему, запускает спячку. Животные впадали в гипобиоз на двое суток. Когда же пробуждались, вели себя так же, как и прежде. Никаких повреждений внутренних органов у них не зафиксировали.
Сработают ли эти способы на людях, пока не ясно. Но в любом случае человеку во время гибернации надо будет периодически просыпаться, отмечают специалисты. Ведь у животных, впадающих в спячку, периоды низкого метаболизма сменяются обычным сном, когда повышаются температура и активность мозга. На это тратится до 90 процентов всей энергии, необходимой для зимовки, а значит, это важно для организма. Источник
