Правило «золотого часа»

26 апреля 2016

Заснуть и выжить: Фонд перспективных исследований делает фантастику явью

Известна способность многих животных впадать в спячку в наиболее неблагоприятные для них периоды жизни. Медведи, ежи, суслики, еноты, летучие мыши и даже некоторые приматы зимой, когда прокормиться невозможно, попросту ложатся и засыпают до весны. А весной, когда вновь появляется возможность добывать корм, просыпаются и как ни в чем не бывало продолжают свою обычную жизнь. Ученые из российского Фонда перспективных исследований, который работает при поддержке банка ВТБ, решили выяснить, как же животным удается по несколько месяцев обходиться без еды и воды и можно ли эту способность применить на благо человеку, научив его впадать в спячку, чтобы сохранить свою жизнь.

Известна способность многих животных впадать в спячку, чтобы пережить неблагоприятные периоды. Оказывается, в человеческий организм тоже заложена такая возможность © Фотобанк Лори Что происходит во время спячки?

Для начала разберемся, как животные выживают во время зимней спячки. Из школьного курса биологии известно, что теплокровные отличаются от холоднокровных тем, что температура тела у них постоянна. Однако ученые выяснили, что во время спячки это правило нарушается: температура тела, например, у медведей снижается с 34 до 26 °С, а летучие мыши и вовсе остывают с обычных для них 40 до 1 °С. Что им это дает? Из-за снижения температуры замедляются все биохимические процессы в организме, ведь скорость протекания химических реакций зависит от температуры. У тех же летучих мышей пульс падает с 500–700 ударов в минуту до 4–20, частота дыхания снижается со 100–150 вдохов в минуту до 2—3. В таком состоянии им просто не нужно чаще дышать, потому что расход энергии составляет лишь 1% от нормального, и кислорода, который поступает при такой малой частоте дыхания, оказывается достаточно для обеспечения жизнедеятельности. Получается, что из-за снижения температуры тела животные значительно снижают потребление энергии и это позволяет им месяцами жить на тех запасах, которые накоплены в организме. Но это еще не все преимущества, которые дает длительный сон. В трудах советских ученых Л.Ф. Семенова и Н.И. Калабухова можно найти сведения об экспериментах, показавших, что животные во время спячки не болеют, а травмы у них залечиваются быстрее, причем без образования рубцов. В состоянии зимней спячки, или, говоря научным зыком, гипобиоза, животные невосприимчивы к биологическим и токсическим ядам. Кроме того, Л. Семенов приводит данные об эксперименте, когда обезьян погружали в состояние гипобиоза, а затем облучали полуторной смертельной дозой радиации. И это не приводило не только к смертельному исходу, но и к каким-либо заболеваниям, тогда как животные в обычном состоянии от такой дозы гарантированно умирали.

«35-летний бизнесмен пропал в заснеженных горах, и его тело спасатели обнаружили лишь через 24 дня. Оказалось, что Юшикоши все еще жив. Правда, температура тела у него понизилась до 22 °С...»

А что же человек?

Науке известно немало случаев, когда люди засыпали на довольно продолжительное время, а затем просыпались без каких-либо патологических изменений в организме. Документально подтверждено 55 случаев летаргического сна у человека. Например, академик Павлов наблюдал больного, пробывшего в летаргии 22 года. Пожалуй, один из самых известных случаев произошел с японцем Митсутаки Юшикоши. 35-летний бизнесмен пропал в заснеженных горах, и его тело спасатели обнаружили лишь через 24 дня. Оказалось, что Юшикоши все еще жив. Правда, температура тела у него понизилась до 22 °С, внутренние органы практически не функционировали. Но после недолгого лечения от переохлаждения и потери крови японец вернулся к нормальной жизни. Очевидно, что защитный механизм адаптации к условиям гипобиоза заложен в организме человека и срабатывает в стрессовых ситуациях при серьезной угрозе жизни. 

vtbrussia_03_gipobioz_600_400.jpg Попытаться использовать на благо человека те положительные эффекты, которые задействуют животные для снижения обменных условий, было бы весьма заманчиво. Широко известно так называемое правило «золотого часа». Суть его в том, что если пострадавшему во время аварии или в бою человеку оказать помощь в течение часа, то его шансы выжить значительно повышаются. Конечно, сам по себе временной отрезок в один час условен и нет надежно подтвержденных данных, говорящих о критичности именно шестидесяти минут, но важность того, что помощь должна быть оказана человеку как можно скорее, под сомнение не ставится. Так, по статистике Пентагона, во время иракской войны 35% раненых умирали в первый час из-за большой потери крови. Еще более красноречива статистика дорожных аварий. По данным Всемирной организации здравоохранения, ежегодно во всем мире в ДТП гибнут более 1,2 млн человек, еще от 20 до 50 млн получают травмы, становятся инвалидами. При этом если квалифицированная помощь была оказана в течение 30 минут, то осложнения возникают вдвое реже. Если же тяжело пострадавшие не получают помощи в течение часа, смертность увеличивается на 30%, в течение трех часов – на 60%. Понятно, что организовать экстренную медицинскую помощь на любой дороге или прямо на поле боя практически невозможно. Но тогда, может быть, стоит растянуть тот самый «золотой час» до нескольких, замедлив течение всех процессов в организме человека? 

Фантастика? Уже почти нет!

Где еще может применяться подобная технология сохранения жизни человека путем введения его в состояние гипобиоза? Например, в случае аварий на подводных лодках, когда важно снизить потребление кислорода, чтобы его хватило до прихода спасателей. Если погрузить экипаж в это состояние, потребление кислорода уменьшится в три-пять раз, следовательно, во столько же раз увеличится время, в течение которого экипаж может быть спасен. А еще мы становимся ближе к тому, о чем писали фантасты, – сверхдальним космическим полетам. Ведь если экипаж во время перелета находится в состоянии гипобиоза, он практически не потребляет кислород, пищу и воду, значит, запасов всего этого на космическом корабле может быть меньше. Кроме того, решается психологическая проблема долгого нахождения в тесном замкнутом пространстве. Сам перелет пройдет для космонавтов незаметно — они его просто проспят.

Как значительно снизить обменные процессы?

Над решением этой проблемы работают в нескольких странах. В США этим занимается Агентство передовых исследовательских проектов DARPA, а в нашей стране — Фонд перспективных исследований (ФПИ). По словам руководителя проектной группы ФПИ профессора Анатолия Ковтуна, конечная цель проекта – создание портативного устройства, позволяющего легко и быстро ввести пострадавшего в состояние гипобиоза и уже после этого организовать его эвакуацию в медицинское учреждение или ждать помощи на месте. Как же этого добиться?

Ученые считают, что погружение в гипобиоз может быть полезно и при сверхдальних космических полетах — космонавты просто проспят весь перелет, почти не расходуя кислород. Есть плюсы и с точки зрения психологии — во сне весь путь пролетит незаметно © Фотобанк ЛориНапример, если разработать препарат, который позволит быстро ввести человека в состояние, подобное зимней спячке животного, проблема была бы решена. Профессор А. Ковтун говорит, что на сегодняшний день наиболее перспективными считаются препараты на основе специального состава перфтордекалина, называемого искусственной или голубой кровью, и инертного газа ксенона. При введении крысам внутривенно таких препаратов удавалось на время до 6 часов снизить жизнеобеспечивающие функции грызунов втрое. Это означает, что у человека можно «замедлить» жизнеобеспечивающие функции при помощи этих же препаратов примерно на 15–16 часов. Еще один перспективный способ – это повышение уровня «холодогенных» гормонов и угнетение действия «термогенных». Так, введение суслику специального вещества (пептида), вырабатываемого у зимоспящих животных, погружало грызуна в спячку в период, не свойственный для этого. Проще говоря, суслика удавалось усыпить летом. Как мы видим, определенные результаты уже есть. Следующим этапом работ, говорят в ФПИ, должен стать экспериментальный подбор прототипов лекарств на более крупных животных: свиньях и обезьянах. А там уже открывается прямая дорога к препаратам для человека. И тогда первой помощью при тяжелых ранениях может стать простой укол, позволяющий замедлить расходование жизненных сил человека и продлить «золотой час». После чего пострадавшего можно будет доставить к месту оказания медицинской помощи, находящемуся даже в сотнях километров от места катастрофы.

Таким образом, разработки Фонда перспективных исследований приближают нас к тому, чтобы при помощи простого устройства значительно повысить выживаемость людей, пострадавших во время различного рода аварий и катастроф.

Для справки

Фонд перспективных исследований (ФПИ) создан в октябре 2012 года. Работа Фонда ведется по четырем основным направлениям исследований: химико-биологическому и медицинскому, физико-техническому, информационному, робототехническому. Исследования направлены на реализацию трех мегапроектов: «Солдат будущего», «Оружие будущего» и «Кибероружие будущего». Эти проекты нацелены на поиск решений особо значимых научно-технических проблем, которые будут определять облик средств вооружённой борьбы и систем двойного назначения через 20–30 лет.


Поделитесь с друзьями:
Facebook Вконтакте Твиттер Одноклассники LiveJournal МойМир Google Plus Эл. почта
Подписаться на новости раздела «Высокие технологии»
Материалы по теме

4 декабря 2015

«Вся моя жизнь — это сплошная случайность», — утверждает заслуженный летчик-испытатель Игорь Волк. Вот несколько случаев из его жизни. Небожитель
«Вся моя жизнь — это сплошная случайность», — утверждает заслуженный летчик-испытатель Игорь Волк. Вот несколько случаев из его жизни.

1 июля 2015

Десять самых эффективных роботов и один киборг Лучший друг человека
Десять самых эффективных роботов и один киборг

13 мая 2015

15 известных и не очень известных фактов о влиянии космических полетов на здоровье человека Космическое здоровье
15 известных и не очень известных фактов о влиянии космических полетов на здоровье человека
Новости раздела Высокие технологии