Анабиоз: что это такое и можно ли погрузить в него человека

В анабиоз впадают различные бактерии, простейшие и некоторые виды растений. Так они пережидают неблагоприятные условия, после чего снова возвращаются к жизни. Обычно для входа в это состояние требуется значительное время, как и для выхода из него. Самым близким к анабиозу состоянием у человека является медикаментозная кома.

Сегодня для проведения экстренных хирургических операций врачи используют подобные методы. Для этого часть крови пациента заменяют холодным физиологическим раствором. Это позволяет опустить температуру тела примерно до 10°C и замедлить все жизненно важные процессы. После этого проводятся необходимые манипуляции, например, для остановки крови, и организм снова нагревается изнутри с помощью переливания теплой крови.

До сих пор, однако, ввести человека в состояние анабиоза на длительное время не удалось. Но встречаются отдельные случаи, когда люди могут впадать в подобие спячки. Например, в 2006 году 35-летний японец провел в горах 24 дня без еды и воды со сниженным обменом веществ и температурой тела. После реанимации он смог полностью восстановиться. Этот и ряд других случаев показывает, что у людей все же есть механизмы, которые позволяют им замедлить процессы жизнедеятельности и выживать в неблагоприятных условиях какое-то время. Чтобы увеличить это время и позволить человеку путешествовать между звездами, нам предстоит лучше узнать механизмы, которые за это отвечают, и найти способ улучшить их.

Впервые анабиоз у животных был открыт в 1701 году голландским ученым Антони ван Левенгуком, когда тот изучал микроскопических красных червей — коловраток. Левенгук поместил под сконструированный им микроскоп высушенный песок и заметил, что после попадания влаги микроорганизмы, которые выглядели погибшими, начали двигаться в песке, «оживать». Далее исследование продолжил русский ученый Порфирий Иванович Бахметьев, изучавший воздействие низких температур на летучих мышей.

Анабиоз необходим животным организмам, чтобы пережить неблагоприятные климатические условия. Анабиоз широко распространен среди земноводных, хладнокровных позвоночных. У млекопитающих подобный процесс замедления жизненных процессов называется спячкой.

Анабиоз характерен изменением содержания и состояния воды в организме, изменением структуры содержимого клеток, состояния ферментов и обмена веществ. Во время перехода в состояние анабиоза у животных замедляется темп сердцебиениz и дыхания, понижается температура тела.

Анабиоз широко используется в медицинской практике. Например, при переливании крови.

Ученые изучали процессы, происходящие при замораживании и размораживании на примере безъядерных клеток крови — эритроцитов. Они выяснили, что при разморозке выживают не все клетки — при температуре от -3 °C до — 40 °C образуются кристаллики льда, повреждающие эритроциты. Тогда было решено применить в эксперименте глицерин — его молекулы проникают в эритроциты и образуют связи с молекулами воды. Так кровяные клетки становятся значительно крепче и не поддаются разрушительному воздействию льдинок.

Один из лучших способов сохранения клеток крови при доноризации — охлаждение жидким азотом. Эритроциты помещают в 10–12-ти процентный раствор глицерина и охлаждают жидким азотом до -196 °C за 1–2 мин и размораживают за 40 секунд водой, подогретой до +45 °C

Важно отметить, что эритроцитная масса не содержит плазму, в которой развиваются вирусы инфекционного гепатита. Если донор окажется носителем подобного вируса, то возбудитель гепатита исчезнет с поверхности эритроцитов при промывании. Поэтому размороженная эритроцитная масса имеет ряд преимуществ перед донорской цельной кровью.

Подобную технологию применяют и при пересадке костного мозга.

Для консервирования клеток костного мозга на долгий период специалисты замораживают их при температуре от -76 до — 80 °C и добавляют вещество, которое легко проникает через клеточную мембрану и удерживает внутриклеточную воду. Например, 15–30 %-ный глицерин или коллоид диметилсульфоксид.

При постепенном замораживании важно соблюдать определенный ритм, чтобы предотвратить гемолиз (разрушение) красных кровяных клеток, содержащихся в суспензии костного мозга, и сохранить в целости ядерные клетки костного мозга. Замороженный костный мозг сохраняется в холодильнике при температуре -80 °C и может использоваться 1–5 лет. Перед употреблением костномозговой материал размораживают на водяной бане при температуре +37 °C. Однако чаще специалисты проводят размораживание при температуре 0 °C в течение 40–60 мин, так как в этом случае сохраняется больше ядерных клеток.

Анабиоз можно применять для пациентов, страдающих от неизлечимых или редких заболеваний. Тогда человека погружают в анабиоз с расчетом на то, что в будущем разработают необходимые медикаменты или найдут способы лечения, недоступные в настоящее время.

В 2018 году компания SpaceWorks получила финансирование от NASA на исследование возможности погружения космонавтов в анабиоз. Планировалось вводить членов экипажа в анабиотический сон, понижая температуру их тел до 5°C при помощи фармацевтических препаратов. Интерес исследования обусловлен тем, что, во-первых, космонавты, находясь в состоянии анабиоза, имеют меньший риск травм, радиации и атрофии мышц. Во-вторых, метаболизм членов воздушного судна, находящихся в гибернации, замедляется на 50-70%. Это приводит к уменьшению потребления кислорода и пищи, и, как следствие, делает полет менее затратным.

Сейчас методы анабиоза используют в крионике.

Крионика — процесс «консервации» тела недавно умершего человека с целью оживить его в будущем. Однако во многом крионику можно считать спорным направлением. Во-первых, хранение и заморозка тела при -196°C наносят огромный ущерб клеткам организма, в частности мозгу. После разморозки дендриты могут сильно повредиться и не восстановиться. Во-вторых, крионика требует огромных финансовых вложений. Страховые компании тоже едва ли готовы рассматривать крионику.

В теории процесс погружения человека в анабиоз возможен, однако на практике еще ни разу не удавалось погрузить человека в это состояние на длительное время. Осложняет процесс и отсутствие инвесторов, заинтересованных в исследованиях. В настоящее время вопрос погружения человека в анабиоз изучается медленно в связи с нехваткой финансирования для разработок.