Киевские ученые решили поставить уникальный эксперимент – ввести человека в состояние спячки, характерное для сусликов и медведей.

Не для зимовки, конечно, а на время хирургического вмешательства, заменив «естественным усыплением» токсичный наркоз. Но у этого метода найдутся десятки применений в разных сферах человеческой жизни. Не исключено, что через считанные годы это открытие изменит лицо всего мира.

 
– Состояние пониженной жизнедеятельности, по сути, свойственно любому живому организму, в том числе и человеку, – говорит Сергей Мельничук, доктор биологических наук, профессор Национальной аграрной академии. – Многие живые существа в течение своей жизни не раз «частично умирают», – чтобы пережить зиму. Спит в берлоге медведь, замирают в норках суслики, превращаются в ледышки лягушки. Все это называется гипобиозом, то есть пониженным уровнем жизнедеятельности. Сердце бьется очень медленно, температура тела падает, обмен веществ замедляется.
«Воскреснув» по весне, животные нормально себя чувствуют, никакого вреда для организма гипобиоз не несет. Наоборот, в тот период, когда суслик лежит окоченевшим и почти бездыханным в своей норке (во время спячки температура тела грызуна может понижаться до  2°С!), ему не страшны никакие микробы, он не может простудиться – как будто законсервирован.
Человек тоже впадает в состояние гипобиоза, но не по графику, а спонтанно. Летаргический сон – тот же гипобиоз. Не справляясь с  потрясением, организм приостанавливает жизнедеятельность «до лучших времен», чтобы не погибнуть совсем. Даже обычный сон –  легкая форма гипобиоза. Во сне замедляется сердцебиение, понижается давление и интенсивность биохимических процессов.
Вот только где находится природный «рубильник», который переводит организм из активного состояния в «эконом-режим»?

Спят усталые собаки мертвым сном

И делают это с помощью профессора.  Крыс, кроликов, собак Сергей Дмитриевич успешно вводит в состояние гипобиоза, используя смесь углекислого газа, кислорода и азота с одновременным понижением температуры.

– Как засыпает ежик? Он перед сном закручивается в листья и забивается в нору. А суслик, готовясь к зиме, плотно забивает землей все выходы из жилища. Зачем? Пытаясь согреться? Ничего подобного – нора довольно глубоко под землей, и там постоянная температура. Зато кислород в нору почти не попадает – совсем немного через грунт. При этом суслик дышит, и концентрация углекислоты в его домике увеличивается. В общем, мы предположили, что углекислота – не только конечный продукт, который выводится из организма, но он выполняет еще и регуляторную роль, переводя организм из одного состояния в другое.

– Получается, впасть в спячку – значит отравиться углекислым газом?

– Все куда сложнее. Если камеру накачать углекислым газом и поместить туда собаку, получится душегубка. Собака погибнет, причем мучительно. Чтобы она заснула – должен работать комплекс условий. Комбинация температуры и состав газов. Важно, что за чем идет и с какой интенсивностью. При этом мы не вводим собаке никаких химических агентов, никаких препаратов – только маска, через которую животное дышит смесью. В итоге организм начинает оставлять в себе углекислоту. Любая реакция в организме может регулироваться – ускоряться или замедляться. Не имея возможности избавиться от углекислоты – конечного продукта – клетка начинает тормозить процессы метаболизма (обмена веществ), чтобы уменьшить выработку новой порции углекислого газа. Эта приостановка распространяется на весь организм, и собака засыпает. Да так, что ее можно прооперировать, а она не проснется и ничего не почувствует. Крысе с переломанной лапкой мы вставляли штифт, а потом зашивали. «Пациентка» лежала во время операции как труп. Крови  практически не было. Выход из спячки прошел довольно быстро, и уже через час крыска сидела на четырех лапках в нормальном состоянии. Другой подопытной мы удалили в состоянии гипобиоза одно легкое. Она прожила еще 2 года и три месяца (что для крысы много), рожала несколько раз потомство. И умерла своей смертью. Даже свою собственную домашнюю дрессированную крысу по кличке Выдра я дома как-то вогнал в искусственный гипобиоз. После пробуждения – никаких изменений, так же отзывалась на свое имя, прыгала по команде в длину. То есть не утратила никаких навыков.

Пять клавиш, чтоб заснуть на операционном столе

– Человек – очень сложная система, и играть с ней нужно по правилам сложной системы. Представьте, что оркестр играет марш. И нужно придумать, как взмахнуть дирижерской палочкой, чтобы он перешел на туш. Но чтобы при этом никто не сбился. Вот это примерно такой же переход. Мы уже близко... Я чувствую, – говорит Сергей Дмитриевич.

У человека в организме есть пять форм углекислоты – это как пять клавиш. От того, в какой последовательности на них нажмешь и с какой силой, зависит результат. Теоретически с человеком все проще – достаточно добавить нужное количество углекислоты в капельницу с физраствором. Вода насыщается углекислым газом и получается газировка, только без пузырьков – технология проста. Ответственность велика – вот в чем проблема. Нельзя сделать промах. Ведь пациент на столе – не лабораторная собака.

– А чем концентрация углекислоты в клетках лучше вещества, которое вводит в вену анестезиолог?

– Углекислота не является в человеческом организме чужеродным веществом – в отличие от большинства форм наркоза. Сама природа определила у животных углекислый газ как регулятор состояния. Что такое наркоз? В самом древнем варианте – деревянная дубина. И тогда анестезиолог был важен еще больше, чем сейчас. Ударишь чуть сильнее – пациент умрет, чуть слабее – не погрузится в нужное состояние. Современный химический наркоз – та же дубина, только бьет она не механически, а физиологически. Идет выключение каких-то рецепторов, участков мозга, благодаря чему человек не чувствует боли. Недаром считают, что общий наркоз – это удар не только по печени, но и по мозгу в прямом смысле этого слова. Есть еще одна проблема, которую может решить гипобиоз при хирургическом вмешательстве – при  операциях на жизненно важных органах часто встает вопрос о выведении этих органов из жизнедеятельности.

– То есть, если операция на сердце – сердце нужно остановить и подключить аппарат искусственного кровообращения?

– Совершенно верно. Но одно дело остановить сердце и подключить аппарат, другое – уменьшить сердечную активность до одного сокращения в четыре секунды – без всякого отключения. И это даст возможность хирургам что-то сделать между сокращениями. Можно набросить один стежок шва, сердце – бум – сократилось, завязал – бум – новый стежок. Опять же, кровопотери в состоянии гипобиоза меньше.

– Когда же будут первые пробы на человеке?

– Мы просто обязаны в течение этого года приступить к исследованиям на человеке. Я думаю, что первые результаты будут через год, то есть в начале 2008 года. Сейчас мы обговариваем с институтом Амосова возможность совместного проекта изучения этого вопроса.

Для чего еще можно использовать искусственную спячку

Консервация крови. Так же, как весь организм, ввести в спячку и сохранить в целости можно отдельные клетки. Например, клетки крови. К примеру, пациенту предстоит плановая операция. Он за неделю до этого начинает сдавать кровь. Каждая порция погружается в спячку, а во время операции, в случае необходимости, ему вольют его собственную кровь без всякого риска заражения.

Инфекционные заболевания. Когда организм находится в спячке, ему не страшны инфекции. 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 до более подходящего момента. А за это время ученые могут придумать новый антибиотик, к примеру.

Ожидание врача. В спячке все процессы замедляются, в том числе и болезни. Тяжелобольных можно усыплять на несколько часов (пока не доставят к ним нужного врача), или на несколько лет, пока врачи не научатся лечить  заболевание. Таким способом люди, нуждающиеся в трасплантации органа, могут дождаться своего донора.

Борьба с мужским бесплодием. Одной из причин отсутствия наследников у пары бывает низкое содержание активных сперматозоидов в сперме супруга. Если несколько дней подряд делать забор спермы, отделять жизнеспособные сперматозоиды и усыплять их до того момента, пока их не наберется целая рать, вполне можно решить эту проблему – оплодотворив женщину качественным семенем ее же супруга.

Доставка свежих продуктов. Зачем есть замороженное мясо или рыбу, когда ту же осетрину можно загнать в спячку прямо на рыболовецком судне и «разбудить» уже перед приготовлением на стол.

Путешествие во времени. Это совсем фантастика, но кто скажет, что не найдется желающих проспать свой век, чтобы хоть одним глазком взглянуть на следующий? Ведь в состоянии гипобиоза замедляются и процессы старения в том числе.

История вопроса: Удавка – вместо анестезии

До середины 19 века все операции делали без наркоза. «Нож хирурга и боль неотделимы друг от друга», – сказал французский хирург Вельпо, живший в это время. Алкоголь, дубина, у индейцев – грибы-галлюциногены – вот чем облегчали страдания больного. Оригинально готовили к операции своих пациентов хирурги древней Ассирии – надевали на шею петлю и затягивали ее до тех пор, пока пациент не терял сознание.
Уильям Мортон, зубной врач, впервые провел удаление зуба, используя в качестве анестезии эфир – по совету медика и ученого Чарльза Джексона. Причем сначала испробовал средство на себе, и наверняка бы погиб, если бы квартирная хозяйка вовремя не стащила с его лица салфетку, пропитанную эфиром.

«Общий наркоз – это опаснее, чем прыгать с парашютом»

Мы спросили у Владимира Жовнира, реаниматолога, заведующего отделением интенсивной терапии научно-практического центра детской кардиохирургии МОЗ Украины, как действует на организм общий наркоз.

– Общий наркоз бывает нескольких видов. Конечно, чем больше вмешательство, тем выше риск и серьезнее наркоз. Если предстоит серьезная операция, то пациента готовят к наркозу с использованием аппарата искусственного дыхания. Дело в том, что при самом глубоком наркозе может случиться подергивание мышц, судорожные сокращения, которые помешают хирургу. И помимо наркоза человеку вводят препарат, идентичный яду кураре. Этот яд вызывает паралич всех мышц и полностью обездвиживает пациента. В том числе – и дыхательную систему. Если в этом случае не вентилировать искусственно легкие – пациент просто задохнется.

Состояния пациента, при котором грамотный анестезиолог не сможет провести наркоз, практически не бывает. Современные медикаменты позволяют добиться почти любых результатов. Но, конечно, введение в наркоз – это очень опасно. Опаснее, чем прыгать с парашютом.
– Можно сказать, что наркоз – состояние, близкое к коме?

– Фактически – это кома. Только медикаментозная. При физиологической коме страдает сразу мозг. А тут мозг защищен медикаментами.

– Сколько человек может провести в медикаментозной коме?

– Мы часто используем это состояние, чтобы разгрузить сердце ребенка после операции. Или дать отдохнуть мозгу от судорожной активности. Может длиться до нескольких недель, но оптимальное время – от трех дней до недели. Чтобы поддерживать кому, нужно беспрерывно пациента «капать». Постоянно иголки в венах – велика вероятность рано или поздно занести инфекцию.

Биохимик + кардиохирург = революция в медицине

Идеями Сергея Мельничука, который искал способ усыпить лабораторную крысу еще со школьной скамьи, заинтересовался директор института кардиологии им. Амосова Геннадий Кнышев

– Сергей Дмитриевич очень близко подошел к разгадке. Нащупал механизм перехода от кислородно-зависимого обмена веществ к бескислородному. Способность организма к гибернации – это чудо. Взять ту же медведицу – она в берлоге спит, почки не работают, кишечник не работает – ничего не ест. А в это время рождается медвежонок, и у медведицы вырабатывается молоко. Какие возможности открываются, если научиться таким процессом управлять!

– А были уже попытки приостанавливать жизнедеятельность не только химическим путем?

– Мы тоже подошли к идее гибернации, но с практической стороны. Во время операции на сердце с аппаратом искусственного кровообращения  мы охлаждаем тело пациента. Самое большее – до 8 градусов. В охлажденном состоянии замедляются все процессы и уменьшается расход кислорода. Сердце стоит. И есть возможность минимально использовать «мотор» для того, чтобы поддерживать кровообращение. Это позволяет меньше травмировать сосуды и клетки крови при использовании аппарата. Интересно, что никаких простудных явлений при таких охлаждениях не бывает.

– Что, кроме альтернативы наркозу, даст «зимняя спячка» в клинике?

– Первое – перейти на длительное использование АИКа (аппарата искусственного кровообращения) невозможно. А после операции сердце нужно разгрузить. Еще нет сил гонять кровь, как положено. Ввели мы такого пациента в «спячку», и вместо 60 ударов в минуту прооперированное сердце делает 15. Без всякого вреда для организма. Второй момент – время. Представьте, привозят человека, которому срочно нужна операция, он гибнет, счет времени идет на минуты. А хирурги не успевают принять верное решение – как именно его спасать. В состоянии гибернации замедляются все процессы, в том числе и процессы умирания. Пациента «законсервировали», отдышались, обследовали – и спасаем. Возможно, этот способ станет революцией и в онкологии. Клетки злокачественного образования очень бурно делятся. Но молодые клетки и гибнут первыми. Можно предположить, что если больного ввести в глубокую «зимнюю спячку», раковые клетки погибнут без достаточного питания. Во всяком случае, опухоль перестанет разрастаться. И если не удастся ее уничтожить с помощью резкого понижения жизнедеятельности, можно выиграть время – возможно, появится новый метод.

– Кто может стать первым подопытным для гибернации?

– Безнадежный пациент. Которому уже помочь особых шансов нет, а это – пусть еще не отработанный до конца – но шанс.

www.pk.kiev.ua