Веселин Денков - На грани жизни
Все эти случаи уникальны, так как большинство попыток охладить до 0 °C не впадающих в зимнюю спячку млекопитающих, как правило, заканчивались неудачей — после размораживания животные очень редко оживали.
Как можно объяснить все эти уникальные случаи оживления людей, замерзших или утонувших в ледяной воде и пробывших в этом состоянии более получаса после наступления смерти? Ведь ученые считали, что оживить человека можно только в том случае, если прошло не более 4–5 мин после прекращения всех жизненных функций организма.
В 1968 г. ответом на эти вопросы занялись специалисты из Института хирургии им. А. Вишневского в Москве во главе с доктором биологических наук А. С. Конниковым. До тех пор целенаправленные исследования молекулярных процессов, протекающих в тканях организма после наступления смерти, не проводились. Советские ученые поставили перед собой задачу изучить у высших организмов молекулярные механизмы и условия обратимости смерти. Известно, что после наступления смерти перестают функционировать целые системы, прежде всего из-за остановки кровообращения прекращается доставка необходимых материалов для процессов жизнедеятельности в органах и тканях. Ученые, прибегнув к искусственному кровообращению, продолжали поддерживать кровоснабжение в мертвом организме кроликов и таким образом обеспечивать ткани веществами, которые могли быть использованы для обмена веществ без поступления самого необходимого для жизни — кислорода. Советским ученым принадлежит открытие, свидетельствующее о том, что поступающие в мертвый организм метаболиты свободно проникают в клетки всех органов и преодолевают биологические преграды точно так же, как у живых здоровых животных. Но так или иначе через час после наступления смерти все процессы синтеза в органах и тканях приближаются к нулевому уровню. С другой стороны, исследователи установили, что через несколько часов после смерти в тканях печени, мозга, почек и других органов процессы распада биополимеров до низкомолекулярных соединений уже не наблюдались. Это дало им повод прийти к заключению, что распад белков и нуклеиновых кислот при гибели организма в условиях острой гипоксии (кислородной недостаточности) прекращается так же, как и их синтезирование, — наступало своеобразное состояние, названное исследователями метаболическим нулем. Это состояние, в сущности, известно — оно характерно для явления анабиоза и широко распространено в природе. У высших организмов обычно не бывает полного анабиоза — этому состоянию у них соответствует зимняя спячка, при которой процессы жизнедеятельности полностью не прекращаются, а лишь сильно замедляются. Состояние, подобное анабиозу, можно вызвать у высокоорганизованных животных искусственно, если понижать энергетический уровень в живой системе путем охлаждения. Если живого кролика охладить до температуры 10–20 °C, то у него прекращаются биосинтетические процессы — как и после наступления смерти, — фактически наступает тот же самый «метаболический нуль», так как не наблюдается ни распад биополимеров, ни их синтезирование. Однако между этими двумя состояниями существует большая разница. При глубокой гипотермии «метаболический нуль» легко обратим. Анализ показал, что смерть сложного организма в условиях острой кислородной недостаточности приводит к двум видам изменений, протекающих на молекулярном уровне. Прежде всего в связи с прекращением доставки энергии для биологических систем прерывается круговорот белков и нуклеиновых кислот и тем самым выключаются физиологические функции организма как целостной системы, т. е. прекращается жизнедеятельность, но жизнеспособность все еще сохраняется, как и при глубокой гипотермии (при температуре 10–20 °C). Эти изменения еще могут быть обратимы. Молекулярные изменения второго вида, проявляющиеся через несколько минут после смерти, уже необратимы. Ферменты теряют свои свойства биокатализаторов, что приводит к утрате жизнеспособности биологической системы. При гипотермии подобные изменения не наступают.
Исходя из этих соображений, ученые решили проверить, как повлияет холод на мертвый организм, что произойдет с подопытными кроликами, если их охладить до той же температуры 20 °C после смерти? Опыты показали, что если через 1 ч или 1,5 ч начать переливание крови, обогащенной кислородом, и при этом медленно повышать температуру, в определенный момент кролики начинают оживать! Сначала начиналось сокращение сердца, через 1 ч, при температуре тела 26–30 °C, возобновлялось и дыхание, а еще через какое-то время (в общем через 3–4 ч с момента наступления смерти) появлялись признаки восстановления высшей нервной деятельности. При исследовании обмена веществ у этих «воскресших» животных оказалось, что у них во всех органах восстанавливаются и биосинтез, и распад белков и нуклеиновых кислот, причем метаболизм восстанавливается одновременно с функциями всего организма, т. е. кролик оживал в полном смысле этого слова. Стало очевидным, что под воздействием холода белки в организме каким-то образом сохраняют (или приобретают снова) способность в ответ на возобновление поступления кислорода в клетки восстанавливать свою ферментативную активность. Следовательно, быстрое охлаждение сложного теплокровного организма после его смерти действительно дает возможность оживить его через значительно более продолжительное время, чем предполагалось до сих пор. В чем же состоит действие холода на ферменты?
Давно известно, что скорость некоторых химических реакций при понижении температуры на 10 °C сокращается в 2–4 раза. Однако биохимические реакции, т. е. реакции, в которых в качестве катализаторов выступают ферменты, не всегда подчиняются этому закону. Известно, например, что при температуре выше 40 °C активность большинства ферментов вследствие изменений в строении молекул понижается (тепловая денатурация). Оптимальная ферментативная активность у многих биокатализаторов появляется при более низких температурах, чем температура, необходимая для нормальной жизнедеятельности теплокровного организма. Экспериментальным путем удалось установить, что ферментные системы биосинтеза белков у подопытных собак после смерти активнее при температуре тела 24 °C, чем при 38 °C. Все это дало повод советским ученым сделать вывод, что у животного с постоянной температурой тела при понижении температуры тела ниже обычной параллельно с понижением общего уровня энергии в системе происходят изменения в пространственном строении ферментов, потенциально способствующие усилению ферментативных метаболических процессов. Судя по всему, именно подобные изменения происходят при охлаждении кроликов до температуры 20 °C после их смерти. Можно предположить, что холод возвращает белкам трупа их способность быть ферментами — способность, утраченную ими после наступления смерти из-за нехватки кислорода. При возобновлении снабжения кислородом в условиях низких температур тела эта их способность восстанавливается, обмен веществ возобновляется, и происходит чудо — труп превращается в живого кролика. Эта гипотеза в последнее время получила известное экспериментальное подтверждение.
Таким образом, исследования советских ученых показали, что после наступления смерти можно, изменяя температуру тела, искусственно изменять пространственное строение белков-ферментов, возвращая им способность восстанавливать свои функции. Быстрое охлаждение после смерти, очевидно, во многих случаях может способствовать оживлению человека даже через продолжительное время после его смерти. Из проведенных опытов следует, что использование такого охлаждения продлевает сроки сохранения потенциальной жизнеспособности у высокоразвитого животного до полутора часов.
Но в то время, как советские ученые придерживаются мнения, что необходимо дальнейшее изучение открытых ими молекулярных механизмов, что позволило бы еще глубже раскрыть закономерности смерти и оживления сложных биологических систем, некоторые находчивые ученые на западе буквально спекулируют на достижениях науки. Они шумно рекламируют тезис о бессмертии. В сущности, о чем же идет речь? Известно, что медицина все еще не в состоянии справиться с многими болезнями, при которых смертельный исход неизбежен. Но медицинская наука, вступившая в период бурного развития, может в будущем открыть методы лечения всех болезней. Если пациент непосредственно после смерти будет заморожен в герметически закрытой камере и сохранен до тех времен, когда эти открытия будут сделаны, то, по мнению этих ученых, есть возможность вернуть его к жизни.
Эта идея особенно нашумела почти 20 лет назад, когда стало известно, что специалист в области физиологии профессор Джеймс Бедфорд из Лос-Анджелеса, умирая в возрасте 73 лет, завещал, чтобы его тело привели в состояние анабиоза. В тот момент, когда была констатирована смерть, группа ученых приступила к замораживанию тела профессора, чтобы «воскресить» его тогда, когда медицина станет всесильной. Предварительно в кровь ввели вещество, препятствующее ее свертыванию. После этого кровь удалили и заменили ее искусственной плазмой, содержащей необходимые вещества. Работу остановившегося сердца взял на себя аппарат для искусственного кровообращения. Одновременно с этим тело заморозили с помощью сухого льда. Через несколько дней оно было перенесено в криокапсулу, похожую на огромный термос, заполненный жидким азотом (-196 °C).
