Крыса как крыса — белая лабораторная. Правда, очень нервная — ведь ради торжества науки и прогресса бедному животному предстоит пройти через экспериментальную операцию без наркоза. Но упрекать врачей в садизме не стоит. Вместо привычного обезболивающего для крысы подготовили гипобиотическую камеру — переделанный бытовой холодильник «Снежинка», в дверце которого ученые вырезали окошко. Еще к холодильнику подведено несколько трубок, по которым в камеру подается смесь уклекислых газов.
— Если крысу посадить в обычную трехлитровую банку и накачать туда углекислого газа, то получится обычная душегубка, — объясняет профессор Национального аграрного университета Украины Сергей Мельничук. — Но чтобы погрузить животное в состояние пониженной жизнедеятельности, от природы ей не свойственное, мы используем сложную смесь азота, кислорода и углекислого газа, одновременно понижая температуру окружающей среды до 10 — 15 градусов тепла. Этот способ введения в состояние искусственной спячки мы и назвали гипобиозом…
ПРИМЕР МЕДВЕДИЦЫ
Профессор Мельничук еще в детстве интересовался, зачем рыбы, зарываясь в песок, покрываются слизью, а медведи, готовясь к спячке, наглухо закупоривают берлогу. Частично ответить на вопросы сына смог его отец академик Дмитрий Мельничук, президент Украинского биохимического общества. Еще в 1970-е годы советские биологи начали изучать роль углекислоты в регуляции обменных процессов. И доказали, что углекислота, выделяемая из организма, это не только отходы жизнедеятельности, как принято было считать, но и регулятор обменных процессов — как распада, так и синтеза новых веществ в организме. Вдыхая собственный углекислый газ, животные вводят себя в состояние пониженной жизнедеятельности.
— На мысль использовать гипобиоз вместо наркоза меня натолкнул отец, — рассказывает Сергей Дмитриевич. — После школы я и не сомневался, что буду биологом. После окончания вуза пошел работать в Институт биохимии и занимался загадкой гипобиоза.
Несколько лет назад на эксперименты Сергея Мельничука обратил внимание и директор Института сердечно-сосудистой хирургии им. Н М. Амосова АМН Украины Геннадий Кнышов, что в общем-то и неудивительно — хирургам порой довольно часто приходится искать нетрадиционные методы, чтобы обойти пределы возможностей человеческого организма.
— Мы тоже подошли к идее искусственной гибернации, то есть к замедлению всех процессов жизнедеятельности организма, но с практической стороны, — говорит профессор Кнышов. — Например, во время многих операций, где используется аппарат искусственного кровообращения, нам приходится охлаждать тело пациента до 8 градусов. В охлажденном состоянии замедляются все процессы метаболизма, уменьшается потребление кислорода и фактически останавливается сердце. Таким образом, мы значительно уменьшаем риск травмирования сосудов и клеток крови во время использования искусственного «мотора». Но способность организма к естественной гибернации — это же настоящее чудо! Вот, посмотрите на обычную медведицу — когда она спит в берлоге, у нее не работают ни почки, ни кишечник, но в то же время она рожает на свет медвежат, кормит их молоком. Так что у меня даже дух захватывает при мысли о том, какие возможности откроются медикам, если мы научимся управлять процессом погружения людей в «спячку»!
ДУБИНКА ДЛЯ МОЗГА
Через эксперименты Мельничука прошли тысячи животных. Крысы, кролики, кошки и собаки пережили в состоянии гипобиоза операции различной сложности — от обычных надрезов до резекции желудка. Одну из них профессор провел даже на глазах корреспондента «Огонька». Та самая белая лабораторная крыса, с которой и начался наш репортаж, посидев около часа в холодильнике «Снежок», начала буквально клевать носом, а потом свалилась набок и превратилась в подобие трупа. Сердце снизило активность до 6 — 8 ударов в минуту, а температура тела упала до 10 градусов.
— Скальпель! — скомандовал Сергей Дмитриевич и положил заснувшую крысу на небольшой операционный стол. Надрез получился почти бескровным — в состоянии гипобиоза кровь становится вязкой, как джем. А уже через час после того, как Мельничук замазал зеленкой шов, крыса проснулась и начала бодро бегать по клетке как ни в чем не бывало.
— Операции практически всегда проходили без осложнений, — с гордостью заверил меня довольный Мельничук. — А вот одна крыса, которой мы ампутировали легкое, прожила более двух лет, что для грызунов является немаленьким сроком, и даже не раз приносила потомство.
В скором времени исследователи надеются провести и первую операцию под гипобиозом на человеке. Ученые уверены, что способность переключаться в «экономный режим» при неблагоприятных внешних условиях присуща каждому живому организму, в том числе и Homo sapiens. Просто в ходе эволюции у наших предков она была деактивирована за ненадобностью.
— Я иногда шучу, что если бы неандертальцы не научились разводить огонь и закутываться в шкуры мамонта, то мы, возможно, зимой впадали бы в спячку, как медведи.
Впрочем, человек еще не до конца утратил способность «фундаментально засыпать» — к примеру, тот же летаргический сон ученые признают состоянием гипобиоза. Не справившись с каким-то потрясением, организм приостанавливает жизнедеятельность «до лучших времен», чтобы не погибнуть совсем. Другой пример содержится в книге известного советского физиолога Николая Агаджаняна, который описывал эксперимент йога Свами Сатиамуртри: «Йог опустился в выкопанную яму, и ее накрыли крышкой. Поверх крышки утрамбовали слой земли. Через 7 дней «гробницу» вскрыли и обнаружили Сатиамуртри в состоянии оцепенения в первоначально принятой им позе... Вскоре тот пришел в себя».
Физиологи считают, что даже обычный сон — это очень легкая форма гипобиоза, поскольку по ночам у нас замедляется сердцебиение, понижается давление и интенсивность биохимических процессов. Поэтому, как уверен Сергей Мельничук, его метод гипобиоза в скором времени может успешно заменить собой нынешний традиционный наркоз:
— Деревянная дубинка, которой врачи еще со времен Аристотеля били больных по голове, отключая его на время проведения операции, сейчас просто сменилась химической дубинкой, которой анестезилоги бьют по мозгам пациентов. Но представьте себе автомобиль на полном ходу, который водитель, не зная, где тормоз, останавливает сильным ударом по двигателю, а потом, чтобы поехать снова, чинит этот временно выведенный из строя двигатель. Примерно так работает общий наркоз в человеческом организме.
СОННЫЕ ПЕРСПЕКТИВЫ
Как уверен директор Института сердечно-сосудистой хирургии им. Н М. Амосова Геннадий Кнышов, гипобиоз сможет не только стать альтернативой анестезии, но и воплотить в жизнь мечту человечества о долговременном анабиозе.
— Зачем нам длительная «спячка»? — переспрашивает Геннадий Кнышов. — Во-первых, при нынешних технологиях мы не можем позволить себе длительное использование аппарата искусственного кровообращения. А ведь после каждой операции на сердце «мотор» человека нуждается в разгрузке, потому что у травмированного сердца нет сил гонять кровь в привычном темпе. Если же мы введем человека в состояние длительного гипобиоза, то сможем снизить темп сердцебиения с 60 ударов в минуту до 15. Во-вторых, гипобиоз может дать время на подготовку сложной операции. Представьте, привозят человека, которому срочно нужна операция, счет времени идет на минуты, а у хирургов нет донорского материала. Но в состоянии гибернации замедляются все процессы, в том числе и процессы умирания. Мы можем «законсервировать» пациента и не спеша его спасти. Ввести в «спячку» и сохранить в целости можно отдельные клетки крови. Кроме того, с помощью гипобиоза мы сможем и консервировать кровь пациента перед операций — насыщенная углекислым газом кровь может храниться 30 дней в холодильнике. Наконец, возможно, гипобоз применим и при лечении онкологических заболеваний. Как известно, клетки злокачественной опухоли очень бурно делятся. В то же время именно молодые клетки и гибнут в первую очередь. Можно предположить, что если больного ввести в глубокую «спячку» и перевести организм на кислородное голодание, то раковые клетки погибнут без достаточного питания. Или по крайней мере опухоль перестанет разрастаться.
Правда, до осуществления подобных экспериментов еще очень далеко. Все-таки в процессе длительной спячки в организме накапливается масса вредных веществ, которые могут вызвать смертельную интоксикацию организма. И как этого избежать — неизвестно. Правда, тот же суслик, к примеру, в процессе эволюции научился во время зимней спячки регулярно просыпаться (примерно через каждые 10 — 20 дней) и избавляться от продуктов жизнедеятельности организма.
— Безусловно, состояние человека, введенного в состояние гипобиоза, необходимо будет постоянно контролировать, — считает Сергей Мельничук. — Но тут мы можем пока лишь фантазировать. Думаю, что в будущем мы с помощью техники сможем контролировать содержание глюкозы в крови человека и автоматически доставлять ему «подкормку».
НОВОЕ СТАРОЕ?
Между тем эксперименты с гипобиозом уже вызвали самые противоречивые оценки в академической среде. Мнения полярны — кто-то верит в перспективы гипобиозного консервирования, другие высказывают острожный интерес, третьи просто обвиняют Мельничука в шарлатанстве.
— Это совершенно абсурдная идея! — уверен академик Армен Бунятян, заведующий кафедрой анестезиологии и реаниматологии Московской медакадемии им. И М. Сеченова РАМН. — Сегодня созданы абсолютно безвредные и надежные препараты, с помощью которых мы можем в состоянии неглубокого сна пациента проводить любые манипуляции и полностью контролировать его состояние. Что же касается снижения метаболизма в целом… Действительно, для снижения метаболизма еще в 1950-х годах применяли гипотермию — проще говоря, пациента обкладывали льдом, чтобы притормозить работу организма при особо тяжелых операциях. И нам удавалось понизить температуру тела пациента до 16 градусов, но процесс метаболизма при этом хоть и очень медленно, но шел. Но от этого метода врачи давно отказались из-за побочных эффектов — у пациентов нарушались функции других органов.
Иного мнения придерживается профессор Константин Лебединский, член Европейского общества анестезиологии ESA и член Комиссии по анестезиологии и реаниматологии Межведомственного научного совета по хирургии РАМН.
— Все научные идеи поначалу воспринимаются как полная ересь, — считает Константин Михайлович. — Но мысль ввести человека в состояние, аналогичное зимней спячке у животных, далеко не нова — так, еще в начале 1950-х французские ученые Пьер Югенар и Анри Лабори предложили метод искусственной гибернации, когда состояния «спячки» добивались с помощью специальных препаратов. Метод украинских коллег введения в состояния гипобиоза, вне всякого сомнения, перспективен, ведь очевидно, что в процессе накапливания углекислоты клетка начинает торможение обменных процессов. Но меня больше заинтересовала идея сохранять кровь методом насыщения углекислотой. Думаю, в этом есть рациональное зерно, которое смогут оценить и другие медики.
ДЛЯ ЧЕГО ПРИГОДИТСЯ ГИПОБИОЗ
Гипобиоз может заменить собой не только традиционный наркоз — «консервировать» человека можно для самых разнообразных целей, которые сегодня еще кажутся фантастикой
Полеты в космос. По подсчетам ученых, полет к Марсу может занять около полутора лет. Чтобы космонавты не маялись от безделья, их можно ввести в состояние гипобиоза. Опять же — значительная экономия запасов еды и воздуха.
Консервация крови. Так же, как весь организм, ввести в «спячку» и сохранить в целости можно отдельные клетки крови. Эксперимент переливания «гипобиозной» крови собаке прошел успешно.
Борьба с инфекцией. От чумы суслик погибает за несколько часов, но пока он спит, ему никакая чума не страшна — одни микробы, не дождавшись пробуждения своей жертвы, погибают, другие засыпают вместе с организмом. Пока проснутся — ученые, глядишь, изобретут новую вакцину.
Ожидание врача. Тяжелобольных людей можно усыплять на несколько часов (пока не доставят к ним нужного врача) или на несколько лет, пока врачи не научатся лечить заболевание. Кроме того, и пациенты, нуждающиеся в трансплантации органа, могут дождаться донорского материала.
Борьба с бесплодием. Одной из причин отсутствия наследников становится низкое содержание активных сперматозоидов. Если несколько дней подряд делать забор спермы и отделять жизнеспособные сперматозоиды, усыпляя их до того момента, пока «живчиков» не наберется целая армия, то о проблеме бесплодия можно забыть.
Доставка свежих продуктов. Зачем есть замороженное мясо или рыбу? Ведь осетрину или крабов можно ввести в спячку прямо на рыболовецком судне и «разбудить» уже перед приготовлением.
Путешествие во времени. Наверняка найдется немало желающих вообще проспать свой век, чтобы потом пожить в светлом будущем XXII века. Хотя последствия такой длительной спячки никто из ученых спрогнозировать пока не может.
Фото JITENDA PRAKASH/REUTERS
А что вы думаете?
