Реально ли погрузить человека в анабиоз и для чего это может пригодиться

Статью можно послушать. Если вам так удобнее, включайте подкаст.

Что такое анабиоз и зачем он нужен

Анабиоз — это временное прекращение или замедление жизненных процессов организма. В отличие от спячки (гибернации) или оцепенения, в таком состоянии признаки жизни практически исчезают. Например, пульс и дыхание не получится зафиксировать без специальной аппаратуры. По сути, анабиоз — это смерть с возможностью ожить.

В него способны впадать многие организмы: простейшие, грибы, черви, раки, моллюски, а ещё некоторые насекомые, земноводные и пресмыкающиеся. Так они переносят резкое ухудшение условий жизни, например похолодание или засуху, а потом восстанавливаются.

Некоторые организмы могут оставаться в анабиозе длительное время. Так, недавно найденные океанские аэробные бактерии провели в состоянии приостановленной жизни от 4,3 до 101,5 миллиона лет. Эти организмы впали в анабиоз, когда по Земле ещё разгуливали динозавры.

В случае с людьми анабиоз в первую очередь может пригодиться в медицине. Например, в экстренных ситуациях, когда нужно спасти жизнь пациента, а традиционные методы вряд ли помогут.

Ещё анабиоз часто упоминают как способ сохранения жизни неизлечимых больных до изобретения лекарства или космонавтов во время длительных экспедиций. Однако даже если учёные найдут безопасный способ погружения человека в анабиоз на длительное время, провести десятки, сотни или тысячи лет в состоянии, близком к смерти, вряд ли возможно. В таких ситуациях гибернация с замедлением жизненных процессов кажется более предпочтительным вариантом.

Почему нельзя просто заморозить человека

Некоторые организмы, например эмбрионы, бактерии, вирусы, клетки, довольно легко ввести в состояние анабиоза: достаточно просто заморозить их. Этим пользуются биологи и медики при создании вакцин, консервировании тканей и органов, спермы и яйцеклеток.

С людьми такой трюк не пройдёт — в нашем теле слишком много воды. Когда она замерзает (кристаллизируется) при отрицательной температуре, ткани повреждаются, кровоток останавливается, и наступает смерть.

Человек может выжить, если впадёт в состояние, подобное анабиозу. При низкой — но не отрицательной — температуре жизненные процессы останавливаются, однако большая часть тканей остаётся в целости.

Интересно, что подобное случалось даже естественным образом без участия врачей и учёных. Так, в 1999 году шведский врач Анна Богенхольм провалилась под лёд, катаясь на лыжах, и провела в холодной воде 80 минут. Температура тела упала до 13,7 °C, а сердце остановилось. Врачи провели вентиляцию органов, подключили девушку к аппарату искусственного кровообращения. В итоге Богенхольм полностью восстановилась, хотя позднее и испытывала проблемы из‑за того, что некоторые нервы в её руках и ногах отмерли.

Похожий случай произошёл в 2014 году в США. 14‑летний мальчик из Миссури Джон Смит провалился под лёд и 15 минут находился в холодной воде. После доставки в больницу он ещё 27 минут не реагировал на сердечно‑лёгочную реанимацию. Однако врачи смогли спасти парня с помощью примерно тех же мер, что когда‑то применялись в ситуации с Богенхольм.

Как можно ввести человека в анабиоз

Учёные рассматривают два способа.

С помощью гипотермии

Человека нельзя заморозить, но можно охладить. И хотя это звучит безумно, подобный трюк может быть полезен при лечении раненых с большой кровопотерей.

Внутренние органы таких пострадавших чаще всего перестают работать из‑за недостатка кислорода, и люди умирают. Например, клетки мозга начинают погибать уже после пяти минут кислородного голодания. Однако если резко охладить тело примерно до 10–15 °C, клетки смогут прожить ещё пару часов — процессы в них замедлятся. Это даст медикам дополнительные минуты, чтобы доставить пациента в больницу.

Во время процедуры кровь пострадавшего откачивают, а через аорту по его венам пускают холодный (2–4 °C) солёный физраствор. Температура тела начнёт быстро снижаться (2 °C в минуту), жизненно важные процессы замедлятся, а сердце остановится. Клетки при этом станут потреблять значительно меньше кислорода и не будут разрушаться. После окончания операции пациенту постепенно зальют кровь назад и реанимируют его.

Впервые такая технология была опробована на собаках в 2005 году. Животных с сильным кровотечением разделили на несколько групп. Одним проводили обычную сердечно‑лёгочную реанимацию, пока хирург пытался остановить кровь. Другим заливали вместо крови физраствор, снижали температуру и останавливали сердце, а затем проводили операцию и восстанавливали кровоток. Всего в «охлаждённом» состоянии животные находились либо 12, либо 36 часов. В группе сердечно‑лёгочной реанимации не выжила ни одна собака, а в группах анабиоза — 12 из 14. Хотя животные почти три часа фактически находились при смерти, их мозг не пострадал.

Другой похожий опыт провели в 2006 году на свиньях. У них тоже вызывали сильное кровотечение, а затем погружали в анабиоз. Животные выживали в 90% случаев при средней скорости возвращения к нормальной температуре 0,5 °C в минуту. При этом их сердце в большинстве случаев запускалось само после залива крови назад. У подопытных свиней также не было обнаружено нарушений мозговой деятельности.

Этот метод получил название «экстренной консервации и реанимации» (EPR). И хотя есть вероятность, что он может сработать и на человеке, опасности, связанные с EPR, ещё не изучены до конца. Так, гипотермия может приводить к смещению кислотно‑щелочного баланса организма, нарушениям свёртываемости крови и ухудшению иммунитета.

С помощью сероводорода

Похожих результатов можно достичь и без переливаний крови и охлаждения тела. Для этого учёные пробуют вызвать подобное анабиозу состояние с помощью несмертельных доз сероводорода и других газов. Правильно рассчитанная концентрация в теории снизит потребление кислорода клетками организма, отчего жизненные процессы опять‑таки сильно замедлятся.

В 2005 году группа американских учёных сообщила, что смогла успешно вызвать снижение температуры тела у мышей. Подопытных зверьков на шесть часов оставили в специальной камере, в которую затем подали частицы сероводорода. Концентрация составляла примерно 10% от смертельной для человека.

В течение первых пяти минут эксперимента температура тела мышей упала до 13 °C, сердцебиение замедлилось с 500 до 200 ударов в минуту, а частота дыхания снизилась со 120 до 25 вдохов в минуту.

Подача обычного воздуха без сероводорода постепенно вернула животных в нормальное состояние. Позднее были проведены дополнительные опыты, которые показали, что погружение грызунов в анабиоз с помощью газа тоже может использоваться при сильных кровотечениях. Так, удалось снизить смертность от недостатка кислорода у мышей. Ещё учёные обнаружили, что такой же эффект на грызунов оказывает селеноводород (H₂Se).

Однако подобные эксперименты на более крупных животных, свиньях и овцах, не увенчались успехом. У них метаболизм не замедлялся. Проблема оказалась в разной скорости обмена веществ у крупных и мелких млекопитающих. Если мышей с их быстрым метаболизмом удавалось за несколько минут ввести в состояние анабиоза, свиньям и овцам требовалось куда больше времени, чтобы газ распространился по телу. На основании этих наблюдений учёные пришли к выводу, что анабиоз с помощью сероводорода вряд ли удастся вызвать у человека в случае экстренной ситуации.

Возможно, сероводородный метод сработает, если в запасе будет больше времени. Так, некоторое снижение температуры и потребления кислорода у свиней всё же наблюдалось, но только после 10 часов воздействия газом. А ещё есть предположение, что сочетание гипотермии и сероводорода может дать быстрый и ощутимый результат.

Удавалось ли сделать подобное с человеком

Разработчики гипотермического метода — Сэмюэл Тишерман и его команда медиков — от экспериментов с животными решили перейти к опытам на людях. В 2014 году Управление по надзору за пищевыми продуктами и медикаментами в США впервые утвердило программу такого исследования.

Согласно ей, предполагалось сравнить выживаемость 10 пациентов, реанимированных дежурными врачами‑исследователями с помощью гипотермии, с 10, которых спасали обычными методами. Это должны были быть люди с огнестрельными или ножевыми ранениями и большой кровопотерей, сердце которых остановилось не позднее чем за пять минут до начала процедуры. Сам эксперимент стал возможным лишь потому, что других методов спасения таких пациентов просто нет.

Тем не менее найти подходящих больных оказалось нелегко, и впервые успешно ввести человека в анабиоз команде Тишермана удалось лишь пять лет спустя — в 2019 году. Об этом учёный сообщил в интервью журналу New Scientist. Однако Тишерман не рассказал, выжил пациент или нет. Ни судьба человека, ни дальнейшие результаты исследования EPR пока не известны. С 2019 года Тишерман выпустил на эту тему лишь одну статью, в которой не рассказал ничего нового.

Когда учёные смогут вводить людей в анабиоз безопасно и на длительное время

На самом деле это никому не известно. Результаты первого применения гипотермического анабиоза на людях ещё даже не изложены в научных публикациях. Само исследование EPR тоже не завершено — окончание запланировано на 2022 год. При этом оно уже переносилось из‑за пандемии.

Многие потенциальные опасности, к примеру, всё ещё не изучены. Так, человеческие клетки могут повреждаться и при выходе из состояния гипотермического анабиоза, когда восстанавливается кровоток. И чем дольше они находятся без кислорода, тем сильнее травмы. Сам Тишерман говорит, что с помощью специальных препаратов можно сгладить этот эффект, но причины его появления всё ещё до конца не изучены. Поэтому неизвестно, реально ли держать тело охлаждённым более двух часов.

Однако если испытания EPR будут удачными, а учёные найдут способ, как снизить его негативные эффекты и поддерживать это состояние длительное время, анабиоз из фантастики превратится в реальность. Но произойдёт это явно не скоро.