2001 год. Канада. Годовалая девочка по имени Эрика Нордби просыпается ранним утром и в одном подгузнике выходит из дома в двадцатичетырехградусный мороз. Спустя два часа просыпается мама Эрики, и замечает, что дочери нет в своей кроватке. Она обходит весь дом, и только потом замечает, что замок на входной двери неисправен… Девочку находят в сугробе рядом с домом – обледеневшую, без дыхания и пульса. Ее сердце уже не бьется, температура тела упала до 16 градусов, но мама в отчаянии делает ей массаж сердца и искусственное дыхание. За окном уже слышен вой сирены скорой помощи, Эрику срочно увозят в реанимацию… и дальше происходит чудо. Один из врачей просто заворачивает ее в теплое одеяло, и сердце девочки начинает биться. А спустя два месяца она уже выписывается из больницы – без тяжелых последствий, ампутированных конечностей и страшных воспоминаний.
А вот 2006 год, Япония. 35-летний Мицутака Утикоси хорошо проводит время в горах вместе с друзьями, но вдруг среди ночи его приспичивает подняться на вершину одному. Он выходит из палатки, начинает взбираться по склоны горы Рокко, но вдруг срывается, ломает себе таз и теряет сознание. Находят его только спустя 24 дня – и он все еще жив! Его температура тела – 22 градуса, но после лечения он полностью восстанавливается, и даже умственные способности ничуть не ухудшаются.
Что же объединяет эти два случая? Гипотермия. То есть, экстремальное переохлаждение организма. С канадской девочкой и японцем произошло удивительное – холод не убил их, но отправил в гибернацию, своего рода спячку. Конечно, это лишь исключения, и на них приходятся тысячи смертей от переохлаждения. Но все же, гибернация человека – это не фантастика, и ее можно достичь искусственным способом. Понятное дело, что нельзя взять любого из нас и положить в морозилку как брокколи. А через десять лет вытащить и разморозить. Нужно осторожно замедлить метаболизм в организме и понизить температуру тела, как это происходит с сусликами. Только подумайте, эта технология пригодится не только для полетов в космос, но и здесь, на Земле. Когда в шахте происходит завал, когда подводная лодка идет ко дну с сотней моряков на борту, гибернация поможет спасти людей от смерти.
20 ноября 2019 года на сайте New Scientist вышла статья о первом в истории человеке, которого погрузили в состояние искусственной гибернации. Для этого медики полностью выкачали кровь из организма человека и заменили ее на холодный физраствор температурой около 10 градусов (у вас тоже сейчас пошли мурашки по коже?). Имя этого человека не разглашается, его нынешнее состояние держится в секрете, но известно, что в реанимацию он попал в крайне тяжелом состоянии.
Впрочем, эта статья не вызвала большого ажиотажа среди американцев. И это понятно – гибернация давно стала частью популярной культуры, и ей мало кого удивишь. Фрай из «Футурамы», Джо Бауэрс из «Идиократии», герои фильма «Пассажиры» и даже Белоснежка – все они прошли через состояние гибернации. Да, современная наука еще не способна отправить человека в долгую спячку, но это можно сделать на пару часов. Для чего это нужно? Ну, например, для того, чтобы спасти тяжело раненного.
Представьте себе типичные голливудские кадры: истекающего кровью человека катят по коридору больницы, рядом бежит команда врачей в масках, пациенту на ходу ставят капельницу и кладут на лицо кислородную маску… В реальной жизни все происходит точно так же, и у врачей в таких ситуациях бывает мало времени на спасение раненого. Но если полностью заменить кровь на физраствор, то можно выиграть около двух часов. В этом состоянии температура тела резко упадет, замедлится работа многих органов, в том числе мозга, и врачи смогут без спешки провести операцию. Как только операция закончится, пациенту сделают переливание крови, и он вполне сможет ожить.
Такой метод уже опробовали на животных. В 2005 году ученые из Питтсбурского университета с помощью того же физраствора смогли на два часа погрузить собак в гибернацию, а потом вернуть их к жизни без тяжелых последствий. Потом пришла очередь свиней – им специально повредили артерии, а когда они потеряли половину крови, ученые отправили их в гибернацию. Артерии зашили, кровь вернули, и свиньи полностью поправились.
В современной медицине уже давно практикуется понижение температуры тела до 32 градусов во время сложных операций. При этом у пациента замедляется обмен веществ и снижается давление. Это нужно для того, чтобы клетки жили дольше.
Окей, медицина медициной, а вот можно ли залечь в спячку на более долгое время? Например, на несколько дней? Как мы уже сказали, это пригодится для спасения шахтеров, которые иногда попадают в смертельные подземные ловушки. А что, если уйти в глубокую спячку на несколько лет? Мы грезим полетами в далекий космос, но разве найдется человек, который согласится улететь за пределы Солнечной системы, и при этом не спать?
В 1977 году НАСА запустило в бесконечный полет два космических аппарата «Вояджер», и только в 2013 году «Вояджер-1» покинул пределы Солнечной системы, выйдя в межзвездное пространство. Его брат-близнец, «Водяжер-2», сделал то же самое в ноябре этого года. А теперь вообразите, что на месте «Вояджера» был бы полноценный космический аппарат с 30-летним астронавтом на борту. Получается, на момент выхода из Солнечной системы ему было бы минимум 66 лет. А это еще только начало межзвездного пространства!
Увы, межзвездные полеты – это невозможно. По крайней мере, в рамках современной науки. А вот у научной фантастики решение простое – гибернация. Возможно ли это теоретически? Давайте рассмотрим на примере животных.
Чем проще организм, тем легче ему замедлять метаболизм и выдерживать суровые условия. Чемпионы в этом – тихоходки. Эти существа могут выдержать охлаждение до -217 градусов, кипячение по несколько часов и даже нахождение в открытом космосе.
Для более сложных организмов полная остановка метаболизма невозможна, но многие животные могут его максимально замедлять. Рыбы, рептилии и земноводные – те, кого мы привыкли называть холоднокровными – в зимний период могут остыть до температуры ниже нуля. Их организмы в буквальном смысле промерзают до костей. На этот случай животные накапливают в клетках глицерин или сахарозу – эти вещества не дают замерзнуть воде в организме и предотвращают появление кристаллов льда в тканях. То есть, как бы холодно не было снаружи, в ледышку животное не превратится.
А как же человек? Как нам научиться уходить в спячку? Дело в том, что эволюция не сочла нужным давать нам такую функцию организма. И, может быть, это к лучшему – представьте, как президент и премьер-министр одновременно говорят: «ну все, мы спать», а вся страна такая: «а нам что делать?» Но все-таки иногда спячка необходима. Помните, мы говорили, что она поможет горнякам в заваленных шахтах или морякам на тонущих подводных лодках? Значит, единственный способ достичь спячки – это искусственный.
Сначала ученые предположили, что есть особое вещество, вызывающее спячку. Они взяли кровь уходящих в спячку животных и выделили из нее опиоидоподобное вещество HIT – hibernation induction trigger. Считалось, что именно оно «вырубает» животное перед спячкой, но это предположение было ошибкой. Зато оказалось, что это вещество защищает органы от повреждений – и сейчас его активно используют при трансплантации органов. Видите, как хорошо вышло – искали одно, а нашли другое полезное вещество.
Следующий способ – инертные газы. Их всего шесть, и все могут погрузить нас в гибернацию, но самый мощный из них – ксенон. Он мощнее аргона почти в 20 раз. При низкой температуре и высоком давлении они легко проникают в легкие и кровеносную систему, и так же легко достигают всех органов и тканей. Инертные газы, проникая через мембраны, образуют в клетке микрокристаллогидраты (клатраты). В составе клатратов вода находится в неактивном состоянии, поэтому их образование тормозит все процессы в клетке, то есть замедляет метаболизм. Кроме того, клатраты в клетках не дают расти кристаллам льда при понижении температуры ниже нуля, то есть клатраты играют роль криопротекторов при замораживании клеток и органов.
На самом деле, оборудование для погружения в гибернацию уже находится в разработке. Как думаете, для кого? Конечно же, для космонавтов. Его макет можно описать довольно просто: по одной трубке подается инертный газ, а по другой – питательный раствор для поддержания жизни в организме. И конечно же, человеку, как и медведю, нужны будут периодические пробуждения для поддержания работы нервной системы.
Сколько времени человек может пролежать в гибернации, тоже неизвестно. Да и не стоит пока замахиваться на годы и десятилетия. Вот кто, по-вашему, согласится добровольно проспать хотя бы год? Пока вокруг продолжается жизнь? Гибернация поможет спасать людей из экстремальных ситуаций, но вот долгий сон в холодной камере лучше оставить героям научной фантастики.