На грани жизни
Шрифт:
В этом отношении интерес представляют опыты, проведенные на животных, о которых сообщил советский ученый Н. Тимофеев. Было установлено, что их устойчивость к перегрузкам (ускорениям) зависит от интенсивности обмена веществ. Например, при охлаждении крыс до температуры 28–22 °C животные в 2 раза легче переносили ускорение, превышающее земное в 30 раз. А когда животные находились в состоянии глубокой гипотермии при температуре тела от 5 до 8 °C, их жизнедеятельность восстанавливалась даже после пятиминутного воздействия ускорением, превышающим земное в 70–80 раз. В этом случае кровь становилась в 5–6 раз тяжелее ртути. Если такое же ускорение (перегрузка) было бы получено не на центрифуге (как это происходило в условиях опыта), а в условиях космического полета, то всего за 5 мин корабль развил бы вторую космическую скорость и стал бы спутником Солнца.
Во время проведения другого опыта крысы были возвращены к жизни после того, как их в состоянии глубокой гипотермии продержали в течение 20 мин в условиях вакуума, соответствующего вакууму, на высоте 18–20 км над уровнем моря, где все животные погибли бы уже в первые же секунды. Советские ученые считают, что сохранение жизни при таких значительных перегрузках и при таком разреженном воздухе не является крайним пределом.
Но возможно ли, чтобы в будущем космонавты были доведены до состояния, близкого к анабиозу или гибернации? На этот вопрос с точки зрения науки дан положительный ответ [31] . Вспомним широкое применение гипотермии в медицине. Почти все хирургические клиники в мире применяют этот метод. При сложных сердечно-сосудистых, мозговых и глазных операциях, а также в тех случаях, когда пациенты не переносят фармакологических наркозов, хирурги используют заимствованный у природы патент — гипотермию. При гипотермии осторожно, но быстро охлаждают весь организм (или его часть), при этом резко понижается обмен веществ, значительно замедляется движение крови, а чувствительность исчезает полностью. Это позволяет хирургам проводить свою работу, не опасаясь непредвиденных осложнений.
31
Ряд видных ученых (например Н. И. Калабухов) скептически относится к возможности применения гибернации и анабиоза для обеспечения жизни космонавтов во время длительных полетов. Указывается, что способность впадать в спячку представляет собой сложное биологическое приспособление. Одна из основных задач, стоящих перед организмом при впадании в спячку, — поддержание нормального баланса между различными процессами обмена веществ, главным образом энергетическими. Такая способность была выработана зимоспящими животными за многовековую эволюцию, и маловероятной представляется возможность смоделировать ее искусственным путем. Что же касается анабиоза, необходимо иметь в виду, что разные органы и ткани сложного организма по-разному реагируют на внешние воздействия, особенно выходящие за пределы привычных для данного организма изменений среды. Поэтому при таких крайних воздействиях, каким является перевод организма в состояние анабиоза, может нарушиться согласованность функций клеток, тканей и органов, что приведет к губительным для организма последствиям.).
Но продолжительность даже самой сложной операции исчисляется несколькими часами. Возникает вопрос: возможно ли держать человека в таком состоянии несколько суток или недель? В этом отношении представляют интерес уже упомянутые опыты американских ученых Фея и Смита, которые они провели с лечебной целью над больными раком. С биологической точки зрения важнейшей является сама возможность держать человека в течение 40 суток в состоянии гибернации без каких-либо повреждений, а также понижать температуру его тела до 29–27,7 °C.
Почему же не применить эти методы в космической биологии и медицине?
Сейчас ученые обсуждают и такую проблему: как определить самую целесообразную при космических полетах степень анабиотического состояния, в которую следует привести космонавта? В этом отношении они различают две степени: первая — гибернация, при которой налицо частичный анабиоз с сохранением дыхания и сердечной деятельности, хотя они очень замедленны, а также понижение обменных процессов и температуры тела до 26–28 °C, и вторая — гипотермия, представляющая собой глубокий анабиоз, при которой температура тела понижается до 2–6 °C. При второй степени любое понижение температуры тела на 1 °C сокращает потребность организма в кислороде и обмен веществ в среднем на 5 %. Расчеты ученых показали, что гибернация сохраняет 35–40 % жизненно необходимых запасов организма, а глубокая гипотермия — почти 100 %. Следовательно, вторая степень анабиоза практически решает многие проблемы, стоящие перед космической биологией в связи с будущими дальними межпланетными полетами.
Разумеется, опыты в этом направлении станут возможны только после создания сложной аппаратуры, обеспечивающей автоматическое искусственное регулирование химического состава и физического состояния внутренней среды в соответствии с заданной программой. Техника обычных физиологических лабораторий не в состоянии обеспечить анабиоз у высших млекопитающих или у человека. Вот почему прежде всего необходимо спроектировать и создать принципиально новую сверхсовременную аппаратуру. Только с помощью такой аппаратуры можно реализовать требования, предъявляемые учеными криобиологами и экзобиологами для осуществления будущих космических полетов, которые будут продолжаться годами. Несомненно, эти высокие требования лягут в основу принципиально новых решений, нуждающихся в многочисленных экспериментах и исследованиях. Дальнейшее изучение анабиотического состояния у млекопитающих имеет огромный научный и практический смысл, так как в будущем это состояние может оказаться единственным средством спасения жизни членов экипажа при аварийных ситуациях, вероятность которых обязательно следует предусматривать при длительных межпланетных полетах.
Космическая биология находится в стадии становления, можно сказать, в «юношеском возрасте», но, даже учитывая это обстоятельство, нельзя не отметить, что путь ее развития избран правильно и он неизбежно снова пройдет через патентное бюро живой природы.