Статтю можна послухати. Якщо вам так зручніше, вмикайте подкаст.
Що таке анабіоз і навіщо він потрібний
Анабіоз – це тимчасове припинення чи уповільнення життєвих процесів організму. На відміну від сплячки (глибокого сну) або заціпеніння, в такому стані ознаки життя практично зникають. Наприклад, пульс та дихання не вдасться зафіксувати без спеціальної апаратури. По суті, анабіоз це смерть з можливістю ожити.
У нього здатні впадати багато організмів: найпростіші, гриби, черв’яки, раки, молюски, а ще деякі комахи, земноводні та плазуни. Так вони переносять різке погіршення умов життя, наприклад похолодання чи посуху, та був відновлюються.
Деякі організми можуть залишатися в анабіозі тривалий час. Так, нещодавно знайдені океанські аеробні бактерії. провели у стані зупиненого життя від 4,3 до 101,5 мільйона років. Ці організми впали в анабіоз, коли по землі ще розгулювали динозаври.
У випадку з людьми анабіоз насамперед може стати в нагоді в медицині. Наприклад, в екстрених ситуаціях, коли потрібно врятувати життя пацієнта, а традиційні методи навряд чи допоможуть.
Ще анабіоз часто згадують як спосіб збереження життя невиліковних хворих до винаходу ліків або космонавтів під час тривалих експедицій. Однак навіть якщо вчені знайдуть безпечний спосіб занурення людини в анабіоз на тривалий час, провести десятки, сотні або тисячі років у стані, близькому до смерті, навряд чи можливо. У таких ситуаціях гібернація із уповільненням життєвих процесів видається кращим варіантом.
Чому не можна просто заморозити людину
Деякі організми, наприклад, ембріони, бактерії, віруси, клітини досить легко ввести в стан анабіозу: досить просто заморозити їх. Цим користуються біологи та медики при створенні вакцин, консервуванні тканин та органів, сперми та яйцеклітин.
З людьми такий трюк не пройде — у нашому тілі забагато води. Коли вона замерзає (кристалізується) при негативній температурі, тканини пошкоджуються, кровообіг зупиняється, і настає смерть.
Людина може вижити, якщо впаде в стан, подібний до анабіозу. При низькій – але не негативній – температурі життєві процеси зупиняються, проте більшість тканин залишається в цілості.
Цікаво, що подібне траплялося навіть природним чином без участі лікарів та вчених. Так, у 1999 році шведський лікар Анна Богенхольм провалилася під лід, катаючись на лижах, і провела у холодній воді 80 хвилин. Температура тіла впала до 13,7 ° C, а серце зупинилося. Лікарі провели вентиляцію органів, підключили дівчину до апарату штучного кровообігу. В результаті Богенхольм повністю відновилася, хоча пізніше і відчувала проблеми через те, що деякі нерви в її руках та ногах відмерли.
Схожий випадок стався 2014 року в США. 14-річний хлопчик із Міссурі Джон Сміт провалився під лід і 15 хвилин перебував у холодній воді. Після доставки до лікарні він ще 27 хвилин не реагував на серцево-легеневу реанімацію. Проте лікарі змогли врятувати хлопця за допомогою приблизно тих самих заходів, що колись застосовувалися у ситуації з Богенхольмом.
Як можна ввести людину в анабіоз
Вчені розглядають два способи.
За допомогою гіпотермії
Людину не можна заморозити, але можна охолодити. І хоча це звучить шалено, подібний трюк може бути корисним при лікуванні поранених з великою крововтратою.
Внутрішні органи таких постраждалих найчастіше перестають працювати через брак кисню, і люди вмирають. Наприклад, клітини мозку починають гинути вже після п’яти хвилин кисневого голодування. Однак якщо різко охолодити тіло приблизно до 10-15 ° C, клітини зможуть прожити ще кілька годин – процеси в них сповільняться. Це дасть медикам додаткові хвилини, щоб доставити пацієнта до лікарні.
Під час процедури кров потерпілого відкачують, а через аорту з його вен пускають холодний (2-4 ° C) солоний фізрозчин. Температура тіла почне швидко знижуватися (2 °C за хвилину), життєво важливі процеси сповільняться, а серце зупиниться. Клітини при цьому споживатимуть значно менше кисню і не руйнуватимуться. Після закінчення операції пацієнту поступово заллють кров назад та реанімують його.
Хоча це звучить як фантастика, такий план може спрацювати.
Вперше така технологія була випробувана на собаках у 2005 році. Тварин із сильною кровотечею розділили на кілька груп. Одним проводили звичайну серцево-легеневу реанімацію, поки хірург намагався зупинити кров. Іншим заливали замість крові фізрозчин, знижували температуру та зупиняли серце, а потім проводили операцію та відновлювали кровотік. Загалом у «охолодженому» стані тварини перебували або 12, або 36 годин. У групі серцево-легеневої реанімації не вижив жоден собака, а в групах анабіозу — 12 із 14. Хоча тварини майже три години фактично перебували при смерті, їхній мозок не постраждав.
Інший схожий досвід провели 2006 року на свинях. У них теж викликали сильну кровотечу, а потім занурювали в анабіоз. Тварини виживали у 90% випадків за середньої швидкості повернення до нормальної температури 0,5 °C за хвилину. При цьому їхнє серце здебільшого запускалося саме після затоки крові назад. У піддослідних свиней також виявлено порушень мозкової діяльності.
Цей метод отримав назва «екстренної консервації та реанімації» (EPR). І хоча є ймовірність, що він може спрацювати і на людині, небезпеки, пов’язані з EPR, ще не вивчені до кінця. Так, гіпотермія може призводити до зміщення кислотно-лужного балансу організму, порушень згортання крові та погіршення імунітету.
За допомогою сірководню
Схожих результатів можна досягти і без переливань крові та охолодження тіла. Для цього вчені пробують викликати подібний анабіоз стан за допомогою несмертельних доз сірководню та інших газів. Правильно розрахована концентрація теоретично знизить споживання кисню клітинами організму, чому життєві процеси знову-таки сильно сповільняться.
У 2005 році група американських вчених повідомила, що змогла успішно спричинити зниження температури тіла у мишей. Піддослідних звірят на шість годин залишили у спеціальній камері, в яку потім подали частки сірководню. Концентрація становила приблизно 10% смертельної для людини.
Протягом перших п’яти хвилин експерименту температура тіла мишей впала до 13 ° C, серцебиття сповільнилося з 500 до 200 ударів за хвилину, а частота дихання знизилася з 120 до 25 вдихів за хвилину.
Подача звичайного повітря без сірководню поступово повернула тварин у нормальний стан. Пізніше були проведені додаткові досліди, які показали, що занурення гризунів в анабіоз за допомогою газу також можна використовувати при сильних кровотечах. Так, вдалося знизити смертність від нестачі кисню мишей. Ще вчені виявилищо такий самий ефект на гризунів має селеноводород (H2Se).
Однак подібні експерименти на більших тварин, свинях і вівцях, не увінчалися успіхом У них метаболізм не сповільнювався. Проблема виявилася в різній швидкості обміну речовин у великих та дрібних ссавців. Якщо мишей з їх швидким метаболізмом вдавалося за кілька хвилин ввести в стан анабіозу, свиням і вівцям потрібно набагато більше часу, щоб газ поширився по тілу. На підставі цих спостережень вчені дійшли висновку, що анабіоз за допомогою сірководню навряд чи вдасться викликати у людини у разі екстреної ситуації.
Можливо, сірководневий метод спрацюєякщо в запасі буде більше часу. Так, деяке зниження температури і споживання кисню у свиней все ж таки спостерігалося, але тільки після 10 годин впливу газом. А ще є припущення, що поєднання гіпотермії та сірководню може дати швидкий та відчутний результат.
Чи вдавалося зробити подібне з людиною
Розробники гіпотермічного методу – Семюел Тішерман та його команда медиків – від експериментів із тваринами вирішили перейти до дослідів на людях. У 2014 році Управління з нагляду за харчовими продуктами та медикаментами у США вперше затвердило програму такого дослідження.
Згідно з нею, передбачалося порівняти виживання 10 пацієнтів, реанімованих черговими лікарями-дослідниками за допомогою гіпотермії, з 10 яких рятували звичайними методами. Це мали бути люди з вогнепальними або ножовими пораненнями і великою крововтратою, серце яких зупинилося не пізніше як за п’ять хвилин до початку процедури. Сам експеримент став можливим лише тому, що інших методів порятунку таких пацієнтів немає.
Проте знайти відповідних хворих виявилося нелегко, і вперше успішно ввести людину в анабіоз команді Тішермана вдалося лише через п’ять років — у 2019 році. Про це вчений повідомив в інтерв’ю журналу New Scientist. Однак Тишерман не розповів, вижив пацієнт чи ні. Ні доля людини, ні подальші результати дослідження EPR поки що не відомі. З 2019 року Тішерман випустив на цю тему лише одну статтю, де не розповів нічого нового.
Коли вчені зможуть вводити людей в анабіоз безпечно і тривалий час
Насправді це нікому не відомо. Результати першого застосування гіпотермічного анабіозу на людях ще навіть не викладені у наукових публікаціях. Саме дослідження EPR теж не завершено – закінчення заплановано на 2022 рік. При цьому воно вже переносилося через пандемію.
Поки що у нас немає даних, як людське тіло реагує на анабіоз.
Багато потенційних небезпек, наприклад, все ще не вивчені. Так, людські клітини можуть ушкоджуватись і при виході зі стану гіпотермічного анабіозу, коли відновлюється кровообіг. І що довше вони перебувають без кисню, то сильніші травми. Сам Тишерман каже, що за допомогою спеціальних препаратів можна згладити цей ефект, але причини його появи досі не вивчені. Тому невідомо, чи реально тримати тіло охолодженим понад дві години.
Однак якщо випробування EPR будуть вдалими, а вчені знайдуть спосіб, як знизити його негативні ефекти та підтримувати цей стан тривалий час, анабіоз із фантастики перетвориться на реальність. Але станеться це не скоро.
