Достигая звёзд: возможен ли анабиоз человека? Анабиоз матки


Экзамен по Пат физиологии

5) Живой организм не погибает одновременно с остановкой дыхания и прекращения сердечной деятельности, поэтому даже после их остановки организм продолжает некоторое время жить. Это время определяется способностью мозга выжить без поступления к нему кислорода, оно длится 4–6 минут, в среднем – 5 минут. Этот период, когда все угасшие жизненно важные процессы организма еще обратимы, называется клинической смертью. Клиническая смерть может быть вызвана обильным кровотечением, электротравмой, утоплением, рефлекторной остановкой сердца, острым отравлением и т. д.

Признаки клинической смерти:

1) отсутствие пульса на сонной или бедренной артерии; 2) отсутствие дыхания; 3) потеря сознания; 4) широкие зрачки и отсутствие их реакции на свет.

Поэтому, прежде всего, необходимо определить у больного или пострадавшего наличие кровообращения и дыхания.

Определение признаков клинической смерти:

1. Отсутствие пульса на сонной артерии – основной признак остановки кровообращения;

2. Отсутствие дыхания можно проверить по видимым движениям грудной клетки при вдохе и выдохе или приложив ухо к груди, услышать шум дыхания, почувствовать (движение воздуха при выдохе чувствует­ся щекой), а также поднеся к губам зеркальце, стеклышко или часовое стекло, а также ватку или нитку, удерживая их пинцетом. Но именно на определение этого признака не следует тратить время, так как методы не совершенны и недостоверны, а главное требуют на свое определение много драгоценного времени;

3. Признаками потери сознания являются отсутствие реакции на происходящее, на звуковые и болевые раздражители;

4. Приподнимается верхнее веко пострадавшего и определяется размер зрачка визуально, веко опускается и тут же поднимается вновь. Если зрачок остается широким и не суживается после повторного приподнимания века, то можно считать, что реакция на свет отсутствует.

Если из 4-х признаков клинической смерти определяется один из первых двух, то нужно немедленно приступить к реанимации. Так как только своевременно начатая реанимация (в течение 3–4 минут после остановки сердца) может вернуть пострадавшего к жизни. Не делают реанимацию только в случае биологической (необратимой) смерти, когда в тканях головного мозга и многих органах происходят необратимые изменения.

Признаки биологической смерти:

1) высыхание роговицы; 2) феномен «кошачьего зрачка»; 3) снижение температуры;. 4) тела трупные пятна; 5) трупное окоченение

Определение признаков биологической смерти:

1. Признаками высыхания роговицы является потеря радужной оболочкой своего первоначального цвета, глаз как бы покрывается белесой пленкой – «селедочным блеском», а зрачок мутнеет.

2. Большим и указательным пальцами сжимают глазное яблоко, если человек мертв, то его зрачок изменит форму и превратится в узкую щель – «кошачий зрачок». У живого человека этого сделать не возможно. Если появились эти 2 признака, то это означает, что человек умер не менее часа тому назад.

3. Температура тела падает постепенно, примерно на 1 градус Цельсия через каждый час после смерти. Поэтому по этим признакам смерть удостоверить можно только часа через 2–4 и позже.

4. Трупные пятна фиолетового цвета появляются на нижележащих частях трупа. Если он лежит на спине, то они определяются на голове за ушами, на задней поверхности плеч и бедер, на спине и ягодицах.

5. Трупное окоченение – посмертное сокращение скелетных мышц «сверху - вниз», т. е. лицо – шея – верхние конечности – туловище - нижние конечности.

Полное развитие признаков происходит в течение суток после смерти.

Анабиоз (лат. anabiosis — оживление, от др.-греч. ἀναβίωσις «возвращение к жизни, воскресение») — состояние живого организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни. Термин предложен в 1873 году немецким ученым Вильгельмом Прейером в его сводке по исследованию феномена временного прекращения жизнедеятельности.

Анабиоз наблюдается при резком ухудшении условий существования (низкая температура, отсутствие влаги и др.). При наступлении благоприятных условий жизни происходит восстановление нормального уровня жизненных процессов. Наиболее устойчивы к высушиванию, нагреванию, охлаждению спорообразующие бактерии, грибы, простейшие (образующие цисту). У многоклеточных организмов угнетение жизнедеятельности и её почти полная остановка вошли в нормальный цикл развития — семена, споры.

Животные, впадающие в анабиоз, могут терять ½ и даже ¾ заключённой в тканях воды. Анабиоз по сравнению с оцепенением и спячкой сопровождается более глубоким подавлением жизнедеятельности.

Явление анабиоза при высушивании и охлаждении используется для приготовления сухих живых вакцин, длительного хранения клеточных культур, консервирования тканей и органов.

Имеются данные о возможности введения млекопитающих в состояние анабиоза с помощью таких газов, как углекислый газ, аргон, сероводород и пр.

Парабиоз — состояние, пограничное между жизнью и не жизнью клетки. Является фазной реакцией ткани на действие альтерирующих раздражителей. Его ввел в физиологию возбудимых тканей профессор Н. Е. Введенский, изучая работы нервно-мышечного препарата при воздействии на него различных раздражителей.

Причины парабиоза

Это самые разные повреждающие воздействия на возбудимую ткань или клетку, не приводящие к грубым структурным изменениям, но в той или иной мере нарушающее ее функциональное состояние. Такими причинами могут быть механические, термические, химические и другие раздражители.

Сущность явления парабиоза

Как считал сам Введенский, в основе парабиоза лежит снижение возбудимости и проводимости, связанное с натриевой инактивацией. Советский цитофизиолог Н.А. Петрошин полагал, что в основе парабиоза лежат обратимые изменения белков протоплазмы. Под действием повреждающего агента клетка (ткань), не теряя структурной целостности, полностью прекращает функционировать. Это состояние развивается фазно, по мере действия повреждающего фактора (то есть зависит от продолжительности и силы действующего раздражителя). Если повреждающий агент вовремя не убрать, то наступает биологическая смерть клетки (ткани). Если же этот агент убрать вовремя, то ткань так же фазно возвращается в нормальное состояние.

Биологические значение парабиоза

Парабиоз — это не только лабораторный феномен, а явление, которое при определенных условиях может развиваться в целостном организме. Например, парабиотическое явление развивается в мозге в состоянии сна. Следует отметить, что парабиоз как физиологический феномен, подчиняется общебиологическому закону силы, с отличием в том, что с усилением раздражителя ответная реакция ткани не увеличивается, а уменьшается.

6) В настоящее время известно несколько причинных, или пред­располагающих, факторов (ДКМП). К ним относятся вирусная инфек­ция, беременность и роды, наследственная предрасположенность, токсические факторы, алиментарный дефицит микро- и макроэле­ментов, витаминов и, возможно, некоторых других веществ. Роль ни одного из них в возникновении заболевания не может считаться доказанной и, вероятно, неодинакова.

7) Этиологический фактор действует как пусковой фактор болезни. Ее патогенез начинается с повреждения, полома, патологических реакций, инициирующих в свою очередь по принципу рефлекса, а также вследствие гормональных влияний включение и формирование процессов компенсации.

В ряде случаев (при действии на организм высоких и низких температур, электротока, механической травмы и др.) роль этиологического фактора (как первичного пускового механизма) на этом и заканчивается. Дальнейшее развитие процесса идет за счет каскада явлений, определяемых причинно-следственными отношениями. При большинстве форм патологии (наследственные болезни, отравление ядами, токсинами, солями тяжелых металлов, большинство инфекционных заболеваний и др.) этиологический фактор действует долго, иногда на протяжении всего процесса, определяя существенные особенности его патогенеза.

Таким образом, между этиологией и патогенезом существует тесная связь и взаимодействие, но сохраняется, однако своя индивидуальность, свое самостоятельное значение в развитии болезни. В этой связи неправомерным следует считать термин "этиопатогенез", предполагающий слияние и нивелирование различий между этиологией и патогенезом.

9) Порочный круг болезни. Причины и следствия заболевания

Своевременное выявление причинно-следственных связей крайне необходимо для поиска эффективных путей, средств и способов патогенетического лечения. Напри­мер, причинные факторы, действуя на организм в определённых условиях, вызывают конкретные патологические сдвиги. Они, в свою очередь, могут стать причиной но­вых расстройств. Последние могут привести к другим нарушениям и т.д.

Все эти па­тологические изменения связаны между собой либо простыми, либо сложными, ли­бо кольцевыми как прямыми, так и обратными, как положительными, так и отрица­тельными причинно-следственными связями (отношениями). Нередко эти патогене­тические связи удаётся довольно легко ликвидировать и тем самым существенно улучшить состояние больного. Иногда же, особенно при развитии порочных кругов, эти связи трудно или совсем невозможно, устранить, несмотря на оказание больно­му квалифицированной медицинской помощи.

Порочный круг (circulus vitiosus) — это такая замкнутая цепь причинно-следственных связей, когда какое-либо последовательно возникающее следствие становится причиной новых расстройств, усиливающих первоначальные патологи­ческие изменения, вследствие чего происходит ухудшение и утяжеление течения и исхода заболевания или патологического процесса.

Порочный круг может замыкаться на самых различных уровнях организации ор­ганизма (субклеточном, клеточном, тканевом, органном, системном, организменном). Примерами развития порочных кругов могут быть развитие динамического метео­ризма после операции на кишечнике, формирование расстройств органов и систем после массивной кровопотери и многие другие.

В частности, при развитии метеоризма (вздутия вследствие усиленного газообра­зования) кишок в условиях не нарушенной моторной их функции происходит акти­визация перистальтической активности кишечника и выбрасывание наружу как га­зов, так и токсических продуктов. В итоге деятельность пищеварительного тракта нормализуется.

После же обширных и (или) длительных операций на органах брюшной полости, сопровождающихся атонией кишок, то есть, на фоне ослабления или прекращения процессов газоотведения, происходит, прогрессирующее нарастание образования газов в кишечнике из-за формирования различных порочных кругов.

Среди различных патогенетических факторов (тех или иных патологических изме­нений в организме) в развитии болезни выделяют главные, ведущие и второстепен­ные сдвиги, т.е. основное звено патогенеза, ведущие звенья патогенеза и второсте­пенные звенья патогенеза. Звенья патогенезом легко можно проследить на видео родов. Во время родов запускается деятельность матки, что является ключевым звеном патогенеза. Дальнейшие регуляции деятельности матки во время родов – являются второстепенными факторами патогенеза родов.

Основное звено патогенеза — главное изменение, которое совершенно необхо­димо для развёртывания других звеньев патогенеза и предшествует им, и без кото­рого не развивается патологический процесс или заболевание. Устранение основного звена патогенеза, как правило, ликвидирует патологический процесс или заболева­ние, либо существенно изменяет (ослабляет) его характерное течение. Например, основное звено патогенеза артериальной гиперемии — расширение артериол, основ­ное звено патогенеза кровопотери — несоответствие между сниженным ОЦК и уве­личенным объёмом сосудистого русла. При различной патологии основное звено па­тогенеза может быть одно, а может быть несколько сменяющих друг друга в ди­намике заболевания. Основное звено различных патологических процессов или раз­личных этапов заболевания неодинаково. Например, им может быть и избыточная афферентация, и расстройство кровообращения, и токсемия, и инфекция, и дистро­фические изменения и др.

10) Задача изучения патогенеза - объяснить болезненные явления, а следовательно, и изучить условия, при которых возникают эти явления. Патогенез нельзя изучать без этиологии, они неразрывно связаны.

Изучение и знание патогенеза болезней имеет огромное практическое значение. Только если известно, почему возникает заболевание и при каких условиях оно развивается, можно применять правильное лечение с целью изменения условий, способствующих развитию болезни. Зная физиологические механизмы развития болезни, можно предположить, какое целенаправленное вмешательство предотвратит развитие болезни даже при действии несомненно патогенных раздражителей.

Болезни, даже вызванные одним и тем же фактором, у разных индивидуумов развиваются неодинаково. Это объясняется различной реактивностью организмов. Зная это, врач лечит не болезнь, а больного. Для правильного патогенетического лечения нужно воздействовать на условия, при которых развиваются болезни. А эти условия у каждого больного имеют свои особенности.

Закономерности патогенеза:

1 Патогенез представляет собой цепь реакций организма, когда первично действовавший раздражитель уже не может оказывать влияния на все последующие проявления болезни. Болезнетворный раздражитель может действовать кратковременно, а вслед за этим действием развивается болезнь.

2 Один и тот же раздражитель может вызывать многообразные формы и варианты болезни.

Например, для действия боевого отравляющего вещества фосгена достаточно кратковременного вдыхания его. В ответ на такое действие рефлекторно развивается отек легких и гибель эпителия дыхательных путей. Отек вызывает нарушения кровообращения. В легких развивается воспаление, и как исход его - развитие соединительной ткани, что ведет к уплотнению и сморщиванию легких и т. д.

3 Разные раздражители могут вызвать одну и ту же или очень близкую по характеру реакцию. При изучении патогенеза заболеваний можно увидеть большое разнообразие их проявлений. Так, при обсеменении организма какими-либо микроорганизмами или раковыми клетками в одних случаях обнаруживается множество патологических фокусов, в других - они не возникают совсем или имеют локализованный очаг в одном из органов.

4 Развитие заболевания зависит не только от свойства раздражителя, но и от исходного состояния организма, а также от рада внешних факторов, действующих на больного.

Обычно болезнетворный раздражитель действует на организм через нервную систему. Однако раздражители могут и непосредственно повреждать ткани, но ответная реакция организма координируется нервной системой. При этом происходят нарушения функций организма, которые, как правило, сначала носят приспособительный защитный характер, но в дальнейшем приводят к раду болезненных изменений. Реакции эти не всегда целесообразны; именно поэтому они часто ведут к нарушению функций и структур тканей и органов. В свою очередь, патологически измененные органы и ткани могут стать источниками раздражения, которые включаются в цепь патогенеза и могут вызвать проявление новых болезненных процессов.

Составные части патогенеза

Схематически различают составные части патогенеза:

- пути проникновения болезненного агента, «ворота болезни» в организм и место его первоначального воздействия;

- пути распространения болезнетворного агента в организме:

а) путем соприкосновения;

б) через сосудистые системы;

в) через нервную систему;

г) механизмы, определяющие характер и локализацию патологических процессов.

Основные формы возникновения, течения и исходы болезни

В природе существует огромное многообразие форм возникновения, течения и исхода заболеваний. Это многообразие обусловливают следующие факторы:

Характер причины:

- длительность действия патогенного фактора;

- локализация этого воздействия;

- ответная реакция на него организма.

Течение заболевания может зависеть от:

- характера причины;

- длительности действия патогенного фактора;

- локализации этого воздействия;

- ответной реакция на него организма.

Однако имеется и определенная общность, типичность в возникновении, течении и исходе болезней.

Течение заболеваний может быть:

- типическим;

- атипическим;

- рецидивирующим;

- латентным.

Типическим течение считается в том случае, если обнаруживаются характерные для данного заболевания симптомы.

Атипическое течение характеризуется отклонением от обычного и может проявляться в виде стертой, абортивной или молниеносной форм.

Рецидивирующее течение заболевания - это возобновление или усугубление проявлений болезни после их временного исчезновения, ослабления или приостановки болезненного процесса.

Латентное - внешне не проявляющееся течение заболевания.

Если к основному заболеванию присоединяется другой патологический процесс или другое заболевание, которые не обязательны для данной болезни, но возникают в связи с ней, они называются осложнениями.

По продолжительности течения различают виды заболеваний:

- острые - до 2-х недель;

- подострые - от 2-х до 6 недель;

- хронические - свыше 6-8 недель. В течении многих заболеваний могут быть выделены следующие периоды:

- скрытый, или латентный;

- продромальный;

- разгар болезни;

- исход болезни.

Скрытый, или латентный, период - время между действием причины и появлением первых симптомов болезни. При инфекционных болезнях он именуется инкубационным. Этот период может длиться от нескольких секунд до многих лет.

Продромальный период характеризуется главным образом неспецифическими симптомами, свойственными многим заболеваниям. Одновременно в этом периоде включаются уже защитные и приспособительные реакции организма.

Период полного развития болезни характеризуется типичной для данного заболевания клинической картиной с выявлением специфических признаков, отличающих его от других.

Окончание заболевания может быть критическим и литическим. Критическое окончание - это резкое изменение течения заболевания. Например, при инфекционном заболевании может внезапно нормализоваться температура тела, что сопровождается усиленным потоотделением, слабостью и сонливостью, возможен коллапс. Литическое окончание характеризуется медленным исчезновением симптомов заболевания.

Исходом болезней может быть:

- полное выздоровление;

- неполное выздоровление;

- переход в хроническое патологическое состояние;

- смерть.

Выздоровление - восстановление нормальной жизнедеятельности организма после болезни. О выздоровлении судят по морфологическим, функциональным и социальным критериям.

Полное выздоровление характеризуется практически полным восстановлением нормальных функций организма, исчезновением всех болезненных явлений. Однако следует сказать, что любая болезнь оставляет след в организме. После перенесения многих инфекционных заболеваний в организме создается невосприимчивость к данной инфекции, после другой, наоборот, повышается чувствительность к ней. Иногда полное выздоровление может быть кажущимся - после болезни остаются изменения, длительно не проявляющиеся.

Неполным выздоровлением считаются те случаи, когда нарушения функций, вызванные болезнью, исчезают не полностью. Эти остаточные явления болезни большей частью нестойкие и со временем исчезают.

Иногда после болезни остаются стойкие структурные и функциональные изменения, например неподвижность сустава в результате его воспаления, изменения клапанов сердца после ревмокардита, рубцы после ожогов или ранений. Такие стойкие изменения называют патологическим состоянием.

Когда организм не может приспособиться к изменениям условий существования в связи с тем или иным поражением, его жизнедеятельность становится невозможной и наступает смерть.

studfiles.net

АНАБИОЗ — Большая Медицинская Энциклопедия

АНАБИОЗ (anabiosis; греческий ana- — вновь и bios — жизнь) — состояние организма, характеризующееся почти полным, но обратимым прекращением жизнедеятельности.

Анамиоб является одной из форм приспособительных реакций к неблагоприятным условиям среды, например при изменении влажности или температурного режима. У некоторых теплокровных животных защитная реакция проявляется в виде гипобиоза, то есть снижения интенсивности процессов жизнедеятельности (см. Спячка). Анабиоз обеспечивает резкое повышение устойчивости организма к неблагоприятным факторам (кислородное голодание, интоксикации и др.угое), ослабляет действие ионизирующего излучения. Состояние анабиоза сопровождается изменением структуры жидкой фазы протоплазмы клеток.

В природе анабиоз наблюдается у ряда низших организмов. Голландский натуралист Левенгук (Leeuwenhock A. van), изучая микроскопических животных, заметил, что у коловраток и тихоходок после неоднократного высыхания в течение длительного времени (до 21 месяца) восстанавливаются физиологические функции. В эксперименте анабиоз может быть вызван высушиванием или глубоким охлаждением. Зимующие в состоянии диапаузы гусеницы лугового мотылька выдерживают замораживание при t° — 79°. Семена пшеницы, ржи, споры мхов и папоротников после предварительного высушивания переносят сверхнизкие температуры ( —272°). Некоторые виды нематод оживают после пребывания в жидком кислороде при t° —183°.

Как показали наблюдения, продолжительность и обратимость анабиоза зависят от степени повреждения клеток при замораживании и оттаивании, а также от глубины и длительности охлаждения. Выделение воды в виде кристаллов льда из жидкой фазы ранее других компонентов может вызвать резкое повышение концентрации солей и осмотический шок клеток еще до наступления полного замерзания; при оттаивании кристаллов могут возникнуть механические повреждения. Поскольку кристаллизация происходит в интервале температур от 0 до —50°, целесообразно ускоренное замораживание и оттаивание. В этом случае вода превращается в аморфную стекловидную массу с высоким коэффициентом вязкости (витрификация) и обратно, минуя фазу кристаллизации. Необходимым условием сохранения исходной структуры при продолжительном анабиозе считают полное прекращение не только биологических (метаболизм), но и физико-химических процессов, что обеспечивается лишь при снижении температуры до —196° и ниже. Эти данные легли в основу оптимальных режимов охлаждения и оттаивания, а также защитных мер по предупреждению осмотического шока (пропитывание тканей глицерином), позволяющих вызвать состояние анабиоза у простейших организмов, а также отдельных тканей и органов более высоко организованных организмов в течение длительного времени. Получить подобный анабиоз у теплокровных животных в настоящее время не удается.

Долгое время считалось предельным охлаждение тела до t° 14—12°. В последние годы разработаны специальные методики, при помощи которых охлаждают организмы до t° 0° на 1—11/2 часа. При этом прекращается дыхание, сердцебиение, наступает угнетение функции нервной системы. Это состояние характеризуют как организменный анабиоз, в отличие от клеточного, поскольку в данном случае прекращаются жизненные процессы на уровне организма и сохраняются на уровне органа и клетки.

Длительная консервация органов и тканей (трансплантатов) при помощи замораживания используется в медицине, а также в сельском хозяйстве (замораживание спермы производителей с целью искусственного осеменения) и в лабораторной практике при изготовлении сухих живых вакцин.

Библиография: Бахметьев П. И. Анабиоз, Науч. обозр., № 1, с. 17, 1900; Голдовский А. М. Анабиоз и общие проблемы жизни, Журн. общ. биол., т. 24, №2, с. 81, 1963, библиогр.; Калабухов Н. И. Спячка животных, Харьков, 1956, библиогр.; Майстрах Е. В. Гипотермия и анабиоз, М.—Л., 1964, библиогр.; Рэ Л. Консервация жизни холодом, пер. с франц., М., 1962, библиогр.

Т. Н. Улиссова.

xn--90aw5c.xn--c1avg

Анабиоз для длительных космических путешествий скоро станет реальностью / Geektimes

imageПредставление художника о камерах для анабиоза от Spaceworks

7 октября 2006 года Мицутака Утикоси [Mitsutaka Uchikoshi], поев шашлычков на горе Рокко в западной Японии, решил пойти вниз с горы пешком, а не ехать на канатной дороге. Он потерялся, поскользнулся, сломал таз и, поскольку рядом не оказалось никого, кто бы мог ему помочь, потерял сознание. Через 24 дня проходивший мимо альпинист нашёл Утикоси. Температура его тела упала до 22 °C, его пульс едва прощупывался, а метаболизм почти остановился. Несмотря на отказ многих органов и серьёзную потерю крови, без еды и воды он выжил, и затем полностью восстановился.

Случай с Утикоси назвали первым документированным случаем впадения человека в спячку. Его история сразу же привлекла внимание медицинской общественности, понадеявшейся разработать новые методы терапии.

Среди медиков был и Джон Брэдфорд, президент американской компании Spaceworks из Атланты, шт. Джорджия, разрабатывающей технологии исследования космоса. Брэдфорд, однако, не собирался разрабатывать новые методы лечения; он хотел найти способ вводить людей в анабиоз на длительных межзвёздных перелётах. «Я большой поклонник научной фантастики, так что тут дело ещё в том, чтобы сделать небольшую её часть реальной, – говорит Брэдфорд. – Но я в первую очередь инженер, работающий над пилотируемыми миссиями на Марс и на других направлениях в нашей Солнечной системе. С этой точки зрения анабиоз вполне оправдан». Если команда спит, ей нужно меньше еды и систем для поддержания жизни, и это ощутимо уменьшает общую массу корабля и стоимость миссии.

Брэдфорд с его командой сконцентрировались на «терапевтической гипотермии», хорошо отработанной процедуре, используемой в госпиталях по всему миру, проведённой на тысячах пациентов для борьбы с сердечными приступами и травмами мозга. По этой схеме тело медленно охлаждают до температур в 32-34 °C, примерно на 1 градус в час, и это замедляет сердцебиение и уменьшает давление крови, что даёт медикам больше времени на работу со сложными проблемами в сердце и мозге. Обычно пациент остаётся в таком состоянии стазиса 2-4 дня, хотя были случаи, когда медики продляли его до двух недель – безо всяких осложнений. Случай Утикоси показал, что можно выжить и при более длительной процедуре охлаждения.

«Наша цель перейти от дней и недель к месяцам», – говорит Брэдфорд. Он утверждает, что медицинское оборудование, используемое для терапевтической гипотермии, можно легко переделать на автоматический режим и подготовить для космоса. Оно уже маленькое, потребляет мало энергии, простое в использовании и достаточно портативное, чтобы его можно было перевозить в машинах «скорой помощи».

Оборудование для гипотермии

Комната для анабиоза от Spaceworks будет выглядеть примерно так, как её изображают в н/ф-фильмах, но с некоторыми ключевыми отличиями. «У индивидуальных камер для анабиоза есть преимущества. Можно контролировать температуру каждого человека. Они придутся кстати в случае опасности, например, распространения патогена», – говорит Брэдфорд. Но такой вариант добавит слишком много веса кораблю. Поэтому инженеры компании склоняются к открытым и разделяемым комнатам для анабиоза. «Там будут роботизированные манипуляторы и системы слежения, заботящиеся о пассажирах. У них будут небольшие носовые трубки для охлаждения, а также системы для нагрева, возвращающие их обратно из анабиоза».

Представление художника о камере для анабиоза

В реальности схема анабиоза тоже будет отличаться от голливудского представления. Команда не будет спать всю дорогу. Компания беседовала с медицинскими экспертами, и большинство из них соглашаются, что короткие повторяющиеся циклы входа и выхода из анабиоза будут безопаснее, чем один долгий. Одна из причин – один из членов экипажа всегда будет бодрствовать и сможет следить за корабельными системами и реагировать на непредвиденные события. «Поэтому в ближайшее время, через 20-40 лет, мы сможем достичь анабиоза длительностью в пару недель», – говорит Брэдфорд.

Но есть и трудности. Наши тела не приспособлены к низкой гравитации. Кости и мускулы, освобождённые от необходимости поддерживать вес, постепенно теряют массу до такого состояния, в котором люди превращаются в инвалидов. Сердце, разработанное для прокачки крови вверх до мозга, борясь с гравитацией, в космосе справляется с работой слишком хорошо. Поэтому космонавты страдают от повышенного внутричерепного давления, что приводит к проблемам со зрением. Одно из решений – постройка корабля с искусственной гравитацией, но это, по-видимому, будет очень дорого. Ещё одно – заставлять команду много заниматься, как это делают на борту МКС. Но ведь они не смогут выполнять упражнения, находясь в анабиозе. Или смогут?

«У нас есть идеи по поводу того, как упражнять их», – говорит Брэдфорд. Одна из идей – «нейромускульная электростимуляция», во время которой небольшие электрические импульсы передаются через тело, и заставляют мускулы сокращаться. «Результаты использования этой техники для предотвращения атрофии мускулов у пациентов, находящихся в коме, многообещающие», – говорит Брэдфорд. В космосе это можно дополнить лекарствами для уменьшения влияния невесомости на массу костей.

А для борьбы с увеличенным внутричерепным давлением как раз используется терапевтическая гипотермия.

Компания хочет начать тесты на животных в 2018 году, а затем перейти на тесты со здоровыми людьми, и, возможно, проводить эксперименты на МКС. Но видение компании простирается гораздо дальше полётов на Марс или на Юпитер. Они уже задумываются о поддержки корабля с сотнями пассажиров для межзвёздного полёта. Брэдфорд считает реалистичной систему, уменьшающую температуру тела на несколько градусов, метаболизм на 50-70%, и удлиняющую время анабиоза от нескольких недель до нескольких месяцев.

А что насчёт криокапсул из голливудских фильмов, в которых межзвёздные путешественники способны спать годами? Ведь путешествие в по-настоящему глубокий космос займёт десятки, если не сотни и тысячи лет, не так ли?

Но голливуд всё не так понял, реальность гораздо безумнее.

«Наши планы по колонизации Вселенной просты, нам не нужны модные штуки, нарушающие законы физики», – говорит Джон Элис, физик из ЦЕРН. Как он рассказал мне на конференции в 2015 году:

Это позволяет теория относительности. Возьмём Альфа Центавра, находящуюся в 4,3 световых лет от нас. Если бы мы могли разогнать корабль до 0,8 от скорости света, в дело вступило бы замедление времени. Путь занял бы пять лет по Земным часам, но всего лишь несколько месяцев по часам корабля. И чем ближе скорость к скорости света, тем короче будет путь для команды. Космонавтам будущего понадобятся всего несколько месяцев полёта".

geektimes.com

возможен ли анабиоз человека? / Блог компании Madrobots / Geektimes

Путешествие в глубокий космос

Мы написали несколько статей на Universe Today о том, насколько сложно будет путешествовать к другим звёздам. Отправка крошечных беспилотных зондов через огромные расстояния между звёздами по-прежнему является научной фантастикой. Но послать людей в такое путешествие? Это вообще непостижимый уровень технологии.

Например, ближайшей звездой является Проксима Центавра, расположенная всего в 4,25 световых годах от нас. Для сравнения, космическому кораблю «Вояджер», самому отдалённому объекту, когда-либо построенному людьми, понадобилось бы около 50 000 лет, чтобы совершить это путешествие.

Не знаю, как вы, но я не ожидаю, что буду жить 50 000 лет. Нет, мы, конечно, хотим путешествовать быстрее. Но проблема в том, что ускорение требует много энергии, новых принципов движения, о которых мы пока лишь мечтаем. Более того, если вы полетите слишком быстро, простая пылинка, проплывающая сквозь пространство, станет невероятно опасной.

Основываясь на наших современных технологиях, более вероятно, что нам не придётся спешить во время полёта к другой звезде.

Поверхность планеты Проксима b, вращающейся вокруг красной карликовой звезды Проксима Центавра в представлении художника. Двойная звезда Альфа Центавра AB видна в правом верхнем углу самой Проксимы. Источник изображения: ESO

И если вы собираетесь лететь медленно, у вас есть несколько вариантов. Создать корабль поколений, в котором бы рождались целые поколения людей, проживали жизни, а затем умирали во время сотен или даже тысяч лет полёта к другой звезде.

Представьте, что вы один из таких людей, которым суждено жить и умереть, никогда не увидев конечной цели. Особенно, когда вы смотрите в окно и видите проносящийся мимо корабль с варп-двигателем и счастливыми туристами, направляющимися к Проксиме Центавра. Они дождались приводов для варпа.

Нет, вы бы хотели спать во время полёта к ближайшей звезде, так что, когда вы доберётесь туда, для вас словно не пройдёт времени. И даже если варп-двигатель придумают во время вашего сна, вам не пришлось было видеть самодовольные лица туристов, проносящихся мимо.

Возможен ли анабиоз человека? Можем ли мы растянуть его на долгий срок, чтобы пережить дальний полёт и проснуться снова?

Прежде чем я начну, предположим, что мы никогда не сольёмся с нашими роботами, не загрузим себя в сингулярность и не полетим через пространство в кибернетических телах не зная печали.

По какой-то причине вся эта сингулярность не сработала, или роботы объявили забастовку и больше не захотели заниматься нашей космической разведкой. Итак, работа по освоению космоса вернулась к нам, хрупким, живущим всего 80 лет млекопитающим. Именно нам предстоит изучение Солнечной системы и других звёзд, экспансия человечества в космосе.

Космонавты, изучающие поверхность Марса в представлении художника. Источник изображения: NASA / JSC / Pat Rawlings, SAIC

Ну ладно, мы знаем, что это будут роботы. Но научная фантастика говорит нам совсем другое, поэтому давайте нырнём в неё.

Мы знаем животных, включая млекопитающих, регулярно впадающих в спячку в природе. Чтобы выжить в суровые зимы, они замедляют сердечный ритм до нескольких ударов в минуту. Им не нужно ни есть, ни пить, они живут на запасах жира в течение нескольких месяцев, пока еда не вернётся.

Не только медведи и грызуны впадают в спячку, между прочим есть и пара приматов, включая толстохвостого карликового лемура с Мадагаскара. На генеалогическом древе они находятся не очень далеко от нас, так что есть надежда и на анабиоз человека.

На самом деле, медицина уже занялась человеческим анабиозом чтобы улучшить шансы на выживание после сердечных приступов и инсультов. Современное состояние этой технологии очень многообещающее.

Терапевтическая гипотермия

Учёные используют метод, называемый терапевтической гипотермией, который снижает температуру тела человека на несколько градусов. Они используют пакеты со льдом или холодильники и даже пытаются ввести охлаждённый физраствор в систему кровообращения. При пониженной температуре обмен веществ у человека замедляется, и он оказывается в бессознательном состоянии в оцепенении.

Но фокус заключается в том, чтобы не сделать его настолько бессознательным, что человек умрёт. Это тонкая грань.

Результаты были ошеломляющими. Люди оставались в состоянии оцепенения до 14 дней, пройдя несколько циклов.

Терапевтическое использование оцепенения все ещё находится в стадии исследования, и врачи изучают, будет ли оно полезно людям с сердечными приступами, инсультами или даже прогрессированием таких заболеваний, как рак. Они также пытаются выяснить, есть ли какие-либо проблемы, но пока не нашли никаких долгосрочных осложнений при помещении человека в оцепенение.

Пару лет назад SpaceWorks Enterprises представила NASA отчёт о том, как они могут использовать эту терапевтическую гипотермию для длительных космических перелётов в Солнечной системе.

В настоящее время полёт на Марс занимает около 6-9 месяцев. И за это время люди будут тратить драгоценный воздух, воду и пищу. Но в состоянии оцепенения, по оценке SpaceWorks, экипаж сократит свой метаболизм на 50 – 70%. Меньше обмен веществ – меньше ресурсов. И меньше груза, который нужно отправить на Марс.

Источник изображения: SpaceWork Enterprises, Inc

Космонавтам не нужно передвигаться, так что вы могли бы держать их мило спящими в уютных маленьких капсулах. И они не передрались бы внезапно друг с другом после 6-9 месяцев перелёта.

Мы знаем, что невесомость отрицательно влияет на организм, она проявляется в потере костной массы и атрофии мышц. Обычно астронавты ежедневно тренируются целыми часами, чтобы противодействовать негативным последствиям пониженной силы тяжести. Но SpaceWorks считает, что было бы более эффективно погрузить космонавтов во вращающийся модуль и позволить искусственной гравитации выполнять работу по поддержанию нормального состояния их мышц.

Они предлагают модуль высотой 4 метра и шириной 8 метров. Если вы вращаете его с 20 оборотами в минуту, вы получаете эквивалент земной гравитации. На 11,8 об / мин она похожа на гравитацию Марса. На 7,8 об / мин – на лунную гравитацию.

Обычно быстрое вращение в маленькой капсуле крайне неудобно, так как люди будут испытывать различные силы в разных частях своих тел. Но помните, что экипаж будет в состоянии оцепенения, поэтому им будет всё равно.

Источник изображения: SpaceWork Enterprises, Inc

Текущие планы по отправке колонистов на Марс потребуют 40 тонн продовольствия для 6 человек. Но, согласно SpaceWorks, вы можете уменьшить вес до 15 тонн, если просто погрузите их в сон. И экономия будет ещё больше с большим количеством космонавтов.

Экипаж, вероятно, не будет спать всю дорогу. Вместо этого они будут спать циклами в течение нескольких недель. По очереди, чтобы проснуться, проверить состояние космического корабля и экипажа и вернуться в свои капсулы.

Каково сейчас состояние исследований? NASA финансировало фазу 1 предложения SpaceWorks, а в июле 2016 года NASA занялось фазой 2, в которой будет дополнительно исследовать этот метод для миссий на Марс, и как его можно использовать ещё дальше в Солнечной системе.

Илон Маск должен быть заинтересован в их проекте модуля на 100 человек для отправки колонистов на Марс.

Источник изображения: SpaceWork Enterprises, Inc

Кроме того, Европейское Космическое Агентство также изучает анабиоз человека и возможный способ обеспечения дальнего космического полёта. У них есть планы протестировать технологию на различных не впадающих в спячку млекопитающих, таких как свиньи. Если их результаты будут положительными, мы увидим, как европейцы продвинут эту технологию вперёд.

Можем ли мы пойти ещё дальше, заставив людей спать в течение десятилетий и, возможно, даже веков, которые потребовались бы для путешествия между звёздами?

Прямо сейчас, ответ – нет. У нас нет какой-либо технологии в нашем распоряжении, которая могла бы это сделать. Мы знаем, что микробы могут быть заморожены в течение сотен лет. Сейчас в части Сибири, оттаявшей после веков вечной мерзлоты, пробуждаются древние микробы, вирусы, растения и даже животные. Но ничего, близкого к человеку.

Когда людей замораживают, в их клетках образуются кристаллы льда, разрывающие их. Существует направление исследований, дающее некоторую надежду: крионика. Замена жидкости организма человека антифризом, который не образует разрушающие кристаллы.

Учёные успешно заморозили, а затем разморозили 50 миллилитров (почти четверть чашки) ткани без какого-либо ущерба.

В ближайшие несколько лет мы, вероятно, увидим, как технология будет улучшена для сохранения трансплантируемых органов, целых тел и, возможно, даже людей. Тогда эта идея из научной фантастики, возможно, станет реальностью. И мы, наконец, сможем спать в пути между звёздами.

Ссылки

Approach to human stasis for long-duration deep space missions – SpaceWorks Enterprises

geektimes.com


Смотрите также