Možná to nevíte, ale medvědi nejsou zdaleka jedinými zvířaty, která se mohou ukládat k zimnímu spánku. Různé druhy veverek, netopýrů a dokonce i někteří ptáci mohou také snížit svou tělesnou teplotu a uvést se do stavu klidu na týdny nebo dokonce měsíce. Je možné, že se k nim jednou lidé přidají. Alespoň podle inženýrů z NASA neexistuje jediný důvod, proč by to bylo nemožné. Zájem výzkumníků vesmírné agentury o toto téma je vysvětlen velmi jednoduše – dlouhodobá hibernace, stejně jako u některých zvířat, může budoucím astronautům pomoci překonat velké vesmírné vzdálenosti, například cestu na Mars. Uvedení člověka do pozastavené animace – dočasné zpomalení nebo zastavení životních procesů v těle – by však mohlo být skutečným průlomem v medicíně, protože lékařům umožní uvést vážně zraněné pacienty do stavu pozastavené animace. To pomůže získat čas na operaci a v důsledku toho pomůže zachránit mnoho životů. Ale i když si vědci nemyslí, že uvedení člověka do pozastavené animace je nemožné, stále musí přijít na to, jak to udělat. Ale jak?
Záběr z legendárního filmu „Alien“ s úžasnou Sigourney Weaver v hlavní roli
Anabióza – dočasné zpomalení nebo zastavení všech tělesných funkcí, ke kterému dochází pod vlivem vnějších nebo vnitřních faktorů. Mnoho rostlin a zvířat je schopno vstoupit do stavu pozastavené animace.
Proč je potřeba pozastavená animace?
Na světě je poměrně dost zvířat – obvykle savců –, kteří hibernují na dlouhou dobu, aby přežili krutou zimu. To je možné, protože zvířata zpomalují svou srdeční frekvenci na několik úderů za minutu. V tomto stavu nepotřebují vodu ani potravu a tukové zásoby jim pomáhají přežít několik měsíců. Kromě medvědů tuto příležitost nezanedbávejte ani hlodavci a dokonce i pár primátů, včetně lemura tlustoocasého z Madagaskaru. Souhlas, v rodokmenu nejsme tak daleko od primátů, takže když to dokázali oni, možná to zvládneme i my.
Let na Mars trvá 6 až 9 měsíců. Vědci naznačují, že tento čas je lepší strávit spánkem
Ve skutečnosti již medicína v této oblasti dosáhla určitého úspěchu. Takže díky speciální technologii – terapeutická hypotermie – která sníží vaši tělesnou teplotu o několik stupňů, aby se zvýšila vaše šance na přežití infarktu a mrtvice. Ke snížení tělesné teploty lékaři používají a dokonce se pokoušeli vstřikovat do krve chlazený fyziologický roztok. Faktem je, že při nízkých teplotách se metabolismus člověka zpomaluje a upadá do bezvědomí. Cílem je však zajistit, aby pacient během zákroku nezemřel a mezi bezvědomím a smrtí je velmi tenká hranice. Přečtěte si více o tom, jak se lékařům poprvé v historii podařilo uvést člověka do stavu pozastavené animace, ve fascinujícím článku mého kolegy Vladimira Kuzněcova.
Kdo by si pomyslel, že tito úžasní primáti mohou hibernovat?
Jak však píše The Atlantic, výsledky byly poměrně překvapivé: lidé byli až 14 dní ve stavu strnulosti a procházeli několika cykly. Terapeutické využití tohoto stavu je stále předmětem zkoumání. V budoucnu to pomůže zjistit, zda je přínosný pro pacienty s kardiovaskulárními chorobami a dokonce i pokročilými onemocněními (rakovina). Vědci také hodlají zjistit, zda se po tomto zákroku nevyskytují nějaké vedlejší účinky nebo komplikace, ale zatím nebyly zjištěny žádné dlouhodobé problémy.
Chcete-li mít vždy krok se zprávami ze světa populární vědy a špičkových technologií, přihlaste se k odběru našeho zpravodajského kanálu na Telegramu
Z tohoto důvodu před několika lety SpaceWorks Enterprises předložila NASA zprávu o tom, jak by bylo možné využít terapeutickou hypotermii pro dlouhodobé vesmírné lety ve sluneční soustavě. Připomínám, že podle odborných odhadů bude cesta na Mars trvat zhruba 6-9 měsíců. Po celou tuto dobu bude spotřebován drahocenný vzduch, voda a jídlo. A ve stavu pozastavené animace, podle odhadů SpaceWorks, posádka sníží rychlost metabolismu o 50%-70%. Čím nižší je rychlost metabolismu, tím méně zdrojů se spotřebuje. To znamená, že náklad, který je potřeba poslat na Mars, bude také menší. Astronauti se navíc nebudou muset pohybovat, takže je lze naložit do malých a útulných kapslí po celou dobu cesty. Stejně jako ve sci-fi filmech o vesmíru.
Uvedení astronautů do pozastavené animace však není jediným a ne hlavním problémem cestování vesmírem. Víme, že stav beztíže má negativní dopad na tělo, což vede ke ztrátě kostní hmoty a svalové atrofii. Aby se tomu zabránilo, astronauti a astronauti cvičí několik hodin denně každý den, protože to pomáhá čelit negativním účinkům snížené gravitace. Dalším a možná hlavním problémem budoucích vesmírných cestovatelů je kosmické záření. Jeho účinek na tělo – zejména na mozek – má nejničivější dopad na zdraví. Přečtěte si o tom více v jednom z našich materiálů, který je věnován problémům vesmírného průzkumu. Je ale možné ponořit člověka do dlouhodobě pozastavené animace – na roky či dokonce staletí?
Na našem kanálu Yandex.Zen můžete najít materiály, které nejsou zveřejněny na webu. Přihlaste se k odběru, ať vám nic zajímavého neunikne!
Je kryogenní zmrazení skutečné?
Doručovatel pizzy jménem Fry se po tisíci letech probudil. A pokud jste Futuramu neviděli, vřele doporučuji.
Navzdory lehkosti, s jakou hlavní hrdina animovaného seriálu „Futurama“ skončil v roce 3000 a skončil v kryogenní komoře, nemáme k dispozici technologie, které by nám umožnily udržet životní funkce těla tak dlouho. Víme, že mikroby mohou zůstat zmrazené stovky let. Z tajícího permafrostu se navíc probouzejí nejen starověcí mikrobi, ale také viry a dokonce i rostliny. Vy a já, stejně jako naši předkové, však něčeho takového nejsme schopni. Při mrazu se totiž v našich buňkách tvoří ledové krystalky a ničí je. Pravda, existuje celý směr výzkumu, který dává naději, říká se tomu kryogenika. Při této proceduře jsou lidské tělesné tekutiny nahrazeny nemrznoucí směsí, která nepůsobí destruktivně na tělesné buňky.
Vědci tak dokázali nejprve zmrazit a poté rozmrazit 50 mililitrů (téměř čtvrt šálku) lidské tkáně bez jakéhokoli poškození. V příštích několika letech pravděpodobně uvidíme, že se tato technologie vyvine v uchování orgánů pro transplantace a nakonec celých těl a možná i živých lidí. V tomto případě se všechny sci-fi nápady mohou proměnit ve skutečnost.
Díky pozastavené animaci mohou některá zvířata přežít velmi nízké teploty a s nástupem tepla se vrátit ke svému obvyklému způsobu života. Vědci věří, že v budoucnu se taková technologie objeví i pro lidi
Co je pozastavená animace
Anabióza (z řeckého Anabíōsis – „návrat k životu“) je stav těla, kdy se životní procesy (dýchání, srdeční tep) dočasně zastaví, ale za příznivých podmínek se mohou vrátit do normální úrovně. Některé živé bytosti mohou přejít do pozastavené animace, aby přežily, když se vnější prostředí prudce zhorší – změny teploty, vlhkosti, přístupu k vodě a tak dále.
Anabióza není totéž co hibernace, do které upadají některá zvířata (ve vědě hibernace). Jak vysvětluje Igor Artyukhov, vědecký ředitel kryonické společnosti Kriorus, během hibernace se životní procesy v těle zpomalují, ale pokračují. Tělesná teplota v tomto stavu příliš neklesá: u medvěda například jen o pár stupňů; u jiných zvířat, která hibernují, až do plus 4–6 °C. Při déletrvající chladové anabióze klesá tělesná teplota výrazně pod nulu a životní pochody v těle se zcela zastaví.
Proces pozastavené animace se zatím vyskytuje pouze v přirozeném prostředí – v malých živých organismech, pro které je charakteristický. Během posledních desetiletí se však vědci pokoušeli vytvořit technologie, které by se daly využít k uskladnění lidského těla v chladném stavu, aby jej později oživili. Pokud se vědcům podaří podrobit člověka pozastavené animaci a vyvést ho z tohoto stavu, otevře se nové možnosti pro medicínu a průzkum vesmíru. Pojďme přijít na to, jak funguje pozastavená animace a kde se dá za desítky let využít.
Anabióza u zvířat
Nizozemský přírodovědec Antonie van Leeuwenhoek objevil v roce 1701 pozastavenou animaci u zvířat. Do skleněné zkumavky s vodou vložil mokrý písek a pod mikroskopem v ní objevil živé vířníky – tak se nazývají protostomy o velikosti až 2 mm. Později ji další přírodovědci objevili u tardigradů – mikroskopických bezobratlých. Jde o živočichy o velikosti asi půl milimetru, kteří žijí ve vodních plochách a v meších v jejich blízkosti. Spadnutím do pozastavené animace se tardigrady mohou přizpůsobit různým podmínkám, například přežít teploty minus 20 °C po dobu 30 let.
Jak vysvětluje Igor Artyukhov, organismy mohou vstoupit do pozastavené animace za dvou podmínek. První souvisí s dehydratací – tělo ztrácí velké množství tekutin a chemické procesy v něm se zastaví. Například tardigrad v zavěšené animaci zadržuje pouze do 1 % kapaliny, končetiny jeho těla se stáčejí a tělo se zmenšuje. Druhá je spojena s výrazným ochlazením tělesné teploty.
Proč lidstvo potřebuje pozastavenou animaci?
Existuje několik možností, kde lze pozastavenou animaci v budoucnu použít pro lidi.
Prozkoumejte hluboký vesmír
“Pro průzkum hlubokého vesmíru je klíčovou podmínkou objevení se motorů, které jsou schopny dopravit kosmickou loď k nejbližší hvězdě ne za miliardu let jako nyní, ale alespoň za sto.” Když se taková loď objeví, vyvstane otázka – jak při tomto letu zachovat lidský život? Podle předpovědí mohou být astronauti na Zemi uvedeni do stavu pozastavené animace a ve vesmíru, když se přiblíží ke hvězdě nebo jiné planetě, mohou být „probuzeni“ pomocí technologií, které ještě neexistují,“ říká futurista a zakladatel venture fond Orbita Capital Partners Evgeny Kuzněcov. Podle jeho názoru se takové lodě objeví za 20–30 let a poté se technologie uvedení člověka do pozastavené animace stane poptávkou.
Zachraňte lidi s nevyléčitelnými nemocemi
Lidi s nevyléčitelnými nebo sirotčími (vzácnými) nemocemi bude možné uvést do stavu pozastavené animace v naději, že se v budoucnu objeví metody jejich léčby nebo se léky stanou dostupnějšími. „Vezměte si scénář 5leté dívky, které je diagnostikována progresivní, nevyléčitelná nemoc. Protože dostupné léčby by prodloužily předpokládané přežití pouze o 1 rok, je umístěna do pozastavené animace. Každých pár let se částečně uzdraví, protože jsou k dispozici nové způsoby léčby, které mohou mít významný dopad na její uzdravení. Po 35 letech v pozastavené animaci se plně zotavuje, protože se konečně našel lék na její nemoc. Ale biologicky tato dívka stárne jen pár měsíců,“ píše astrobiolog David Wormflash. Podotýká, že jde o hypotetický scénář, který vyvolává řadu otázek: odkud se vezmou zdroje na péči o pacienta ve stavu pozastavené animace a jak se člověk přizpůsobí, když se ocitne v úplně jiném světě.
Pro transplantaci orgánů
Ve stavu pozastavené animace bude možné uchovat dárcovské orgány pro následnou transplantaci, říká Igor Artyukhov. „V současné době existuje problém s kompatibilitou při transplantacích. Když je orgán k dispozici, lékaři často potřebují více času na kontrolu jeho kompatibility s tělem pacienta a na přítomnost infekcí. A vitalita orgánu každou hodinu klesá. Pokud by bylo možné tyto orgány uchovat na dlouhou dobu, radikálně by to změnilo medicínu,“ říká.
Je pozastavená animace možná u lidí?
Jaký výzkum v současnosti probíhá?
Podle odborníků dotazovaných RBC Trends je výzkum lidské pozastavené animace stále v počáteční fázi. Vědci více studují možnosti hibernace a provádějí pokusy na zvířatech. Přitom v dějinách medicíny jsou příklady, kdy se člověk v přírodních podmínkách ponořil do stavu podobného pozastavené animaci a vyšel z něj. Například v roce 1999 švédská lékařka Anna Bogenholm propadla při lyžování ledem a strávila 80 minut ve studené vodě. Zastavilo se jí srdce a tělesná teplota klesla na 13,7 °C. Lékařům se podařilo dívku resuscitovat a přivést ji zpět k životu.
Také v medicíně vědci zkoumají možnost využití hypotermické metody při léčbě pacientů – princip fungování je podobný zavěšené animaci. Hypotermie je abnormálně nízká tělesná teplota, při které potřeba lidského těla kyslíku prudce klesá. Lékaři se snaží u pacientů navodit hypotermii tím, že jim krev nahrazují velmi studenou slanou vodou, aby se celé tělo ochladilo na 10 °C za 15 minut. Bez krve většinou nemůžeme přežít – ta nese kyslík, který naše buňky potřebují k výrobě energie. Když je však tělesná teplota velmi nízká, buněčná aktivita se zastaví a buňky přežijí bez kyslíku, čímž se zabrání dalšímu poškození tkání a orgánů.
Americká vláda povolila, aby takový výzkum v roce 2014 provedla skupina lékařů z University of Pittsburgh pod vedením lékaře Samuela Tishermana. Studie byla provedena v americké nemocnici. Lékaři měli v plánu porovnat míru přežití pacientů resuscitovaných pomocí hypotermie s přežitím pacientů resuscitovaných pomocí konvenčních metod. Jednalo se o lidi se střelnými nebo bodnými zraněními a významnou ztrátou krve; Použití hypotermie bylo povoleno, pokud se srdce zastavilo nejpozději 5 minut před začátkem procedury.
Tishermanův tým byl první na světě, který v roce 2019 uvedl člověka do pozastavené animace. Lékař o experimentu neřekl, zda pacient přežil, a dodal, že výzkum hypotermie bude pokračovat.
Kde se v současnosti používá?
V dnešní době se v kryonice používají metody podobné uvedení člověka do pozastavené animace. “To lze považovat za animaci pozastavenou v buňce.” Protože pokud člověk zemřel, zastavilo se mu srdce, 99 % buněk je stále naživu a většina z nich žije několik hodin nebo dní. Mozkové buňky bohužel začnou odumírat během několika hodin, ale pokud zchladíte hlavu na teplotu blízkou nule, jako při hypotermii, mohou v tomto stavu přetrvávat až několik dní. Dále je člověk ponořen do stavu hlubokého ochlazení kvůli uchování,“ vysvětluje.
Pro kryokonzervaci je krev člověka v těle nahrazena nemrznoucí sloučeninou – kryoprotektorem, který při zmrazení zabraňuje poškození buněk. Poté se tělo zmrazí na teplotu kapalného dusíku – minus 196 °C – a uloží se do speciálních nádob.
V současné době je v kryogenních skladech Kriorus 84 lidí a 47 zvířat. Během svého života se lidé k tomuto kroku odhodlali v naději, že se jim v budoucnu podaří oživit, vyléčit a omladit. Podle ruského práva může být člověk kryokonzervován až po legální smrti.
Proč je výzkum pomalý
Jak poznamenávají odborníci, pokrok vědy v otázkách ponoření člověka do pozastavené animace je pomalý. Podle partnerů RBC Trends je to způsobeno nedostatkem zainteresovaných stran ve výzkumu a v důsledku toho dostatečným financováním. „Tento problém je podobný problému léčby osiřelých onemocnění. Když je nemoc vzácná, stát ani pojišťovny nemají dost peněz na to, aby na ni vyvíjely léky,“ říká Evgeny Kuzněcov. Využití pozastavené animace u lidí je podle něj řešením zásadní otázky v biologii, která si vyžádá desítky miliard dolarů. Poznamenává, že s nezbytnými finančními prostředky by vědci v optimistickém scénáři byli schopni vyvinout technologii pro ponoření člověka do pozastavené animace a vyvedení z ní za 3–5 let a stejnou dobu by potřebovali na certifikaci. technologie. „Ale jestli to bude možné vyvinout, je otázka. Když se výsledek napíše vidlemi do vody, nejeden investor investuje takovou částku do rozvoje. To je typická slepá ulička pro každou novou technologii, když po ní ještě není prokázána poptávka,“ říká Kuzněcov.
Odborníci však uvádějí různé odhady ohledně načasování vzniku technologie pro obnovu člověka po stavu pozastavené animace. Podle Igora Artyukhova budou vědci potřebovat více času na jeho vytvoření – 20–30 let. „Vzhledem k tomu, jak se vyvíjejí technologie v medicíně, je takové období docela možné. Hlavní je udělat to poprvé a dokázat celé vědecké komunitě, že to jde,“ říká. Jak poznamenává Arťukhov, v současnosti zůstává lidská pozastavená animace šedou zónou: teoreticky je tato technologie možná, ale v praxi ještě nebyla implementována.
