На грани жизни - [53]

Подобные результаты при опытах с животными еще до этих случаев получил советский ученый Н. Н. Тимофеев. В условиях герметически закрытого помещения ему удалось на целые сутки охладить подопытных животных до 5–7 °C путем повышения содержания углекислого газа и понижения содержания кислорода, а после этого вернуть животных к жизни.

Ученые всегда с особым интересом относились к подобным поразительным случаям, стараясь дать им научное объяснение. Узнав о случае с Сайто в Токио, югославский ученый Анжус решил воспроизвести это явление в экспериментальных условиях. Он поместил белых крыс в герметически закрытый стеклянный сосуд при низкой температуре. Быстрое увеличение концентрации углекислого газа, выделявшегося крысами при дыхании, способствовало такому же быстрому и глубокому охлаждению животных. В результате выяснилось, что крысы, которые в обычных условиях могут без опасности для жизни перенести охлаждение лишь до 15–16 °C, при повышении концентрации углекислого газа переносят температуру до 1–2 °C.

В других опытах было установлено, что понижение температуры тела способствует замедлению процесса обмена веществ и уменьшению потребности организма животных в кислороде. При температуре тела 28 °C потребность в кислороде уменьшилась до 50 % от нормально необходимого кислорода; при 24 °C до 30 %, а при 20 °C до 15 %. Кроме того, резко замедлялись сердечная деятельность, дыхание и кровообращение, благодаря чему жизнь организмов сохранялась при минимальном расходе запасов питательных веществ.

Но вернемся к случаям спасения замерзших людей. Обычно во всех случаях клинической смерти вследствие переохлаждения температура внутренних органов людей понижалась, как правило, до 26–24 °C. Однако известны исключения из этого правила. Вот, например, одно из них.

В феврале 1951 г. в одну из больниц Чикаго привезли 23-летнюю негритянку, обнаруженную полураздетой в снегу. Она провела там 11 ч при колебаниях температуры воздуха от -18 до -26 °C. Температура ее внутренних органов в момент поступления в больницу была 18 °C. Современные хирурги редко решаются охлаждать человека до такой низкой температуры даже во время сложных операций, так как принято считать, что это предел, ниже которого могут наступить необратимые изменения в коре головного мозга. Но в описываемом случае врачей удивило то обстоятельство, что при таком сильном переохлаждении тела пострадавшая все еще дышала, хотя и редко (3–5 вздохов в минуту). Пульс тоже был очень замедлен (12–20 ударов в минуту) и нерегулярен (паузы между сердечными сокращениями достигали 8 с). Врачам удалось сохранить ей жизнь, но пришлось ампутировать ступни ног и пальцы на руках.

До недавнего времени ученые считали, что если утонувшего человека не вынести из воды в течение 5–6 мин, то он неизбежно погибнет в результате необратимых патологических изменений в коре головного мозга, вызванных острой кислородной недостаточностью. Однако оказалось, что в холодной воде это время может значительно продлиться. Так, например, в американском штате Мичиган зарегистрирован такой случай: 18-летний студент Брайан Канинхем провалился под лед замерзшего озера, и его извлекли оттуда лишь через 38 мин. Пострадавшего немедленно доставили в ближайшую больницу, где с помощью искусственного дыхания (он вдыхал чистый кислород) ему вернули жизнь. Безусловно, помогло и то обстоятельство, что тело юноши было охлаждено в ледяной воде.

Другой случай произошел с 5-летним мальчиком Вегардом Слетемуненом из города Лилестрема (Норвегия) — он провалился под лед замерзшей реки. Через 40 мин безжизненное тело ребенка вынесли на берег и начали делать искусственное дыхание и массаж сердца. Вскоре у мальчика появились признаки жизни, а через двое суток к нему вернулось сознание и он спросил: «А где мои очки?»

В периодической печати нередко появляются сенсационные сообщения об оживлении людей после продолжительного пребывания подо льдом или снегом. В это трудно поверить, но кратковременное переохлаждение человек все же способен перенести.

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.