Страница 22 из 30
Мы говорим о непосредственном питании космонавтов путем инъекции питательных веществ в кровь потому, что, по-видимому, это лучший способ питания людей, погруженных в глубокий сон. «Уколы» можно было бы осуществлять с помощью специальных автоматов, однако проще применять систему дежурства. Один из космонавтов, в качестве дежурного следил бы за здоровьем своих товарищей, наблюдал бы за правильной работой аппаратов для дыхания, своевременно подавал бы им воду и питание.
Но выгода в весе — не единственная польза от применения метода гипотермии (искусственное понижение температуры живого организма). Чрезвычайно важно то, что при замедлении процесса обмена веществ уменьшается чувствительность организма к отрицательному влиянию внешней среды: повышению или понижению внешней температуры, снижению давления, перегрузкам, облучению, невесомости, вибрациям и шумам.
Особое значение приобретает снижение чувствительности к облучению. Ведь пояса усиленного космического излучения над Землей представляют грозную опасность для экипажа корабля. Американские ученые поставили соответствующие эксперименты на мышах и убедились, что эти животные, находясь в состоянии гипотермии, прекрасно переносят дозы облучения в несколько раз большие, чем смертельные дозы в нормальном состоянии, то есть когда организм находится при нормальной температуре.
Кроме того, космонавты, погруженные в сон, были бы в течение всего путешествия защищены от вредного воздействия длительного космического полета на психику человека.
Выдающийся специалист по гипотермии, Доу, выступая на конференции в Чикаго, заявил, что по его наблюдениям летучие мыши, периодически погружающиеся в зимнюю спячку, живут в двадцать раз дольше, чем млекопитающие того же веса, но не подверженные спячке. Это значит, что зимняя спячка у человека могла бы продлить его жизнь по крайней мере до 1400 лет.
В медицине метод понижения температуры у человека применяется уже несколько лет и оказывает ценнейшие услуги при операциях сердца и мозга. Когда температура тела искусственно снижается у пациента до плюс 20 градусов, сердцебиение замедляется, частота дыхания уменьшается до одного раза на несколько минут, все процессы обмена веществ замедляются во много раз. Если же метод гипотермии объединить с искусственным кровообращением при помощи соответствующей аппаратуры, то появляется возможность в течение около 45 минут оперировать отключенное от системы кровообращения сердце больного. Столь длительный срок вполне достаточен для проведения самой сложной операции на сердце.
В настоящее время широко применяют так называемую неглубокую гипотермию, во время которой температура тела снижается до 30–31 градуса, но в некоторых медицинских учреждениях применяют и более глубокую гипотермию, при которой доводят температуру тела больного до 24 градусов.
До какого предела можно снижать температуру тела у человека, не рискуя вызвать его смерть? Эксперименты, поставленные на животных и частично подтвержденные опытами с людьми, свидетельствуют о том, что снижение температуры ниже плюс 20 градусов всегда рискованно из-за весьма частых случаев смертельного исхода. Иногда, в индивидуальном порядке, удавалось снижать температуру у человека до плюс десяти или даже пяти градусов.
Проблема гипотермии, в особенности очень глубокой, все еще изобилует многими загадками. Над их решением работают многочисленные кадры ученых. Они достигли уже некоторых успехов, но о практическом применении их достижений говорить пока не приходится. Некоторые специалисты считают, что ученым-биохимикам удастся в ближайшее время раскрыть существо явлений, происходящих в организме человека в состоянии гипотермии и разработать правильный метод безопасного снижения температуры человеческого тела. Быть может удастся даже найти вещества, введение которых в организм внутривенно или через рот, будет приводить человека по желанию в состояние анабиоза, или выводить из него.
ЗАМОРАЖИВАНИЕ
Как известно, по мере снижения температуры замедляется процесс обмена веществ в организме. При нулевой температуре невозможно обнаружить проявления жизнедеятельности организма — дыхание прекращается, сердце перестает биться, кровь застывает, желудок перестает переваривать пищу, прекращаются все другие жизненные функции. Одним словом отсутствуют симптомы, определяющие на языке медицины клинические проявления жизни, однако утверждать, что наступила смерть — нельзя.
Обмен веществ в таком охлажденном организме, хотя и незаметен, но продолжается, и убедиться в этом можно при помощи точного лабораторного анализа. Поскольку речь идет о межпланетных путешествиях длительностью многих земных лет, лучше всего было бы прекратить и эти незначительные проявления жизни, но в таком случае надо было бы космонавта заморозить. После многих лет пребывания в состоянии мнимой смерти его можно разбудить, и он почувствует себя так же хорошо, как и до замораживания.
Не есть ли это пустая фантазия?
До сих пор, правда, не удавалось замораживать животных на период больше одного часа, но в природе известны примеры необыкновенной стойкости низших организмов, например, одного вида червей, которые переносят длительное замораживание при температуре минус 80 и даже минус 100 градусов.
Несколько лет тому назад представители научного мира были поражены результатами экспериментов, проделанных двумя английскими учеными из Лондонского университета. Доктор А. Смит понизил температуру тела морской свинки до минус 6 градусов, (по показаниям термометра, помещенного во внутренностях животного), продержал животное при этой температуре целый час, после чего возвратил морскую свинку к жизни. Животное оказалось вполне здоровым и вело себя совершенно нормально. Но к сожалению, это удалось проделать только один раз. Во всех остальных случаях животные не выдерживали операции с замораживанием и либо совсем не пробуждались, либо погибали вскоре после пробуждения. Лучшие результаты получены с замораживанием отдельных тканей и даже органов. Удалось, например, заморозить кусок кожи собаки при температуре минус 45 градусов и сохранить ее в течение 4 лет в неизмененном состоянии. Роговица глаз кролика после 22 недель хранения при подобной температуре была пересажена другому кролику и прекрасно прижилась.
Уже организованы так называемые банки тканей, в которых хирурги могут подобрать себе нужный кусок человеческой кожи, кости, кровеносных сосудов, кровь, роговицу глаз и прочие препараты для пересадки их в организм больного. Эти препараты, как правило, хранятся при температуре от минус 10 до минус 40 градусов долгие месяцы и даже годы.
Проблема замораживания отдельных органов человеческого тела оказалась значительно труднее, но и здесь отмечается непрерывный прогресс.
Замораживание повсеместно применяется как средство консервирования крови. Кровь хранят длительное время при температуре минус 10–20 градусов, а в последнее время начали применять еще более низкие температуры. В одном из американских институтов уже в течение 4 лет кровь хранится при температуре от минус 80 до минус 120 градусов. Ученые периодически производят анализ образцов замороженной крови. Получены столь обнадеживающие результаты, что метод глубокого замораживания крови может применяться везде, где необходимо длительное хранение крови. Выгоды и удобства, которые сулит этот метод, столь велики, что вопрос применения низких температур в медицине и биологии стоит теперь в центре внимания многих ученых во всем мире.
Прогресс в этой области во многом зависит от уяснения процессов, которые происходят в замораживаемой живой ткани. Установлено, например, что неудача прежних попыток замораживания происходила из-за слишком медленных темпов замораживания. Кроме того, сильно мешало разрушительное действие замораживания на жидкостное содержимое организма, в частности на жидкость, находящуюся в тканях. Как установлено, это разрушительное действие зависит от степени влажности организма и от увеличения объема кристаллов льда.