Анабиоз, медицина и биология

Анабиоз, медицина и биология

Главная медико-биологическая проблема, возникающая на пути погружения человека в анабиоз, – это кристаллообразование: суть этого явления состоит в том, что:

1. В каждой клетке и межклеточном пространстве человеческого организма при замораживании начинают образовываться кристаллы льда, которые плавают в окружающей их жидкости, эти ледяные кристаллы имеют острые грани, которые разрезают как внутриклеточные мембраны, так и мембраны, покрывающие клетки снаружи.
2. В воде, которая ещё не замёрзла, резко повышается концентрация водорастворимых веществ, что приводит протеканию химических реакций не свойственных нормально функционирующей клетке, а следовательно, к нарушению биохимического баланса и, как следствие, к гибели клетки.
3. При дальнейшем замораживании вода, имеющая свойство при переходе в твёрдое состояние расширяться, механически разрывает уцелевшие структуры клеток и тканей в организме человека.

Кристаллообразования можно избежать либо, вводя в организм антифризы, либо обезвоживая его. Оба эти способа отработанны эволюцией и эффективно используются природой для анабиоза микроорганизмов, насекомых и некоторых видов позвоночных.

Следует, однако, учитывать, что анабиоз в природе не столь длителен, как это необходимо для достижения бессмертия человека. При этом необходимо отметить, что наиболее эффективным средством природного анабиоза является обезвоживание. Обезвоживание прекращает все биохимические реакции в самом организме, а также в тех микроорганизмах, которые обитают как на поверхности, так и внутри этого организма. Чем сильнее обезвоживание, тем менее критичен температурный режим анабиоза.

Однако очевидно, что полное обезвоживание человеческого организма невозможно, но существует процесс (с точки зрения биохимии), аналогичный обезвоживанию, это – образование клатратов. При образовании клатратов, вся свободная вода оказывается, связана с клатрато-образующим газом, и поэтому становится недоступной для биохимических реакций, что по своему действию подобно высушиванию.

Клатраты обладают свойством переводить воду в химически не активное состояние, а, следовательно, частично или полпостью останавливать ( ингибировать) все биохимические реакции, так как они протекают только в водной среде; степень приостановки всех реакций зависит от того, сколько свободной воды осталось вне клатратов: если вся вода включена в клатрат, то никакие химические реакции не протекают вообще. Кроме того, форма кристаллов клатрата такова, что они не представляют опасности для клеточных мембран и внутриклеточных структур (см. рис. №12).

При клатратообразовании не появляются зоны с повышенной концентрацией водорастворимых веществ, так как, в отличие от образования водяного льда, клатраты образуются равномерно во всём объеме, и поэтому не нарушается биохимический баланс внутри клетки.

Образование клатратов происходит при температурах, когда все биологические мембраны сохраняют свою эластичность и не повреждаются в результате изменения объема клетки, то есть, попросту растягиваются до необходимого размера.

Из всех газов, образующих клатраты ( газогидраты), наиболее подходящим является благородный газ ксенон, он образует клатраты при минимальном давлении и максимальной температуре, а также безопасен для организма.

Кроме того, он переведёт в состояние анабиоза все микроорганизмы как внутри, так и на поверхности тела человека. Если микроорганизмы не будут в анабиозе, то организм человека станет всего лишь питательным субстратом для них.

После полной остановки всех биохимических реакций в организме человека, возникнет возможность значительно повысить температуру необходимую для анабиоза с -170° С до -40° – -60° градусов Цельсия. Выбор ксенона основан ещё и на том, что этот газ уже апробирован в медицинской практике как эффективный анестетик для наркоза.