Записки из будущего. Роман - [9]

К сожалению, то, что получается на клетке, нельзя воспроизвести на целом организме. Клетки в нем получают питание из крови, а постоянство ее состава поддерживается деятельностью внутренних органов и регулирующих систем за счет специфической жизнедеятельности составляющих их клеток. При понижении температуры эти клетки выключаются в первую очередь, и весь организм остается без питания и кислорода, хотя потребность в нем еще достаточно высока. Если взять собаку и начать ее охлаждать под наркозом, то при температуре 30^o выключается самостоятельное дыхание, а при температуре 15^o останавливается сердце. Потребление кислорода в это время еще составляет 15%, а доставка его полностью прекращается. Дальнейшее охлаждение проходит уже при тяжелой гипоксии, ведущей к гибели клеток, в первую очередь таких благородных, как корковые.

Современная техника позволяет перейти этот барьер смерти. Существуют аппараты искусственного дыхания, кровообращения, искусственная почка и даже искусственная печень. Если их применить в комплексе, то можно искусственно поддерживать постоянство внутренней среды в период охлаждения и обеспечить таким образом питание, кислород и уборку шлаков от всех клеток организма.

В последующем в течение всего периода анабиоза, сколь бы длителен он ни был, нужно поддерживать постоянными основные константы состава крови. Охлажденные клетки довольно хорошо переносят кислородное и иное голодание, поскольку их потребности очень низки, но, однако, не более определенных сроков. Практически обмен почти полностью прекращается при температурах ниже нуля. Это означает, во-первых, полное прекращение кровообращения на какой-то срок при замораживании и особенно замедление его восстановления в период нагревания. Во-вторых, еще не ясно, как перенесут сами клетки период кристаллизации внутриклеточной жидкости, когда она превращается в лед.

Следовательно, есть основания для получения и поддержания анабиоза с помощью сильного охлаждения организма, но нет никакой уверенности, что его можно заморозить и хранить в холодильниках, как продукты.

Таковы теоретические предпосылки анабиоза человека. К сожалению, на пути практического выполнения его стоит ряд трудностей. Преодоление их требует много усилий.

Придется остановиться на некоторых подробностях.

Через внутреннюю среду — кровь — осуществляется транспортировка питательных и вредных веществ при сохранении некоторого оптимального уровня их. Потребителями всегда являются ткани, а поставщиками — различные органы, управляемые регулирующими системами. Между ними поддерживается баланс. Содержание различных веществ связано друг с другом различными зависимостями. Разберем их подробнее.

Газообмен. Ткани потребляют кислород и выделяют углекислоту, а легкие наоборот. Объем и соотношение газов определяются интенсивностью обмена и соотношение» сжигаемых питательных продуктов — белков, жиров или углеводов. Для оптимальной функции клеток нужно, чтобы парциальное давление газов в тканях, а следовательно, и в крови капилляров колебалось в довольно ограниченных пределах (O₂ от 100 до 40 мм р. ст.), в которых действуют окислительные ферменты. В условиях анабиоза обмен газов между организмом и средой должен осуществляться аппаратом «сердце — легкие» (АИК), перекачивающим чистую или разведенную плазмой кровь. Производительность искусственного сердца и газообмен в оксигенаторе (искусственные легкие) должны обеспечивать нормальные парциальные давления кислорода и углекислоты в тканях. Если брать чистую кровь, то производительность АИК можно снижать пропорционально уменьшению обмена веществ, то есть при температуре 5^o — приблизительно в 15-20 раз. Для взрослого это около 200 мл/мин. Однако цельная кровь едва ли пригодна для циркуляции при низких температурах, так как она обладает высокой вязкостью. Кроме того, замечено, что ввиду низкой скорости движения эритроциты склеиваются друг с другом и задерживаются в капиллярах. Поэтому при низкой температуре целесообразно разводить кровь плазмой или даже использовать чистую плазму. Правда, при этом нужно значительно повысить объемную скорость циркуляции, но это не представляет особой проблемы. Дело в том, что в настоящее время нет такого идеального АИК, который бы не разрушал эритроцитов при длительной работе. Гемоглобин выходит в плазму крови и делает ее токсичной. Переход на чистую плазму исключает эту опасность.

За последнее время выявились новые возможности введения кислорода в организм — путем помещения в камеру с высоким давлением. Доля растворенного в плазме кислорода повышается пропорционально увеличению парциального давления. Поэтому можно отказаться от гемоглобина, применив плазму, и даже при этом уменьшить производительность насоса. Кроме того, при высоком давлении до 25 % необходимого кислорода проникает прямо через кожу. При низкой температуре удельный вес ножного дыхания еще более возрастает — вплоть до полного обеспечения кислородом. Правда, при этом возникает опасность, что поверхностные ткани будут перенасыщены кислородом и могут от этого пострадать, а глубокие будут в условиях гипоксии. Самое же главное, что введение таким образом кислорода не обеспечивает одновременного удаления углекислоты. Поэтому основным средством газообмена тканей при анабиозе остается кровообращение с использованием плазмы. Давление в камере будет различно — в зависимости от условий охлаждения и нагревания, скорости циркуляции и уровня температуры. Можно предполагать, что при давлении 0,5 атм и использовании чистой плазмы понадобится скорость циркуляции порядка 0,5 л/мин. Однако нужно учесть, что при низкой производительности очень трудно обеспечить равномерное прохождение крови по всем тканям. При малом объеме и низком давлении может иметь место вредная централизация, когда кровь будет циркулировать только по некоторым магистральным сосудам, а в «закоулки» организма не проникнет. Поэтому возможно, что оптимальным режимом кровообращения будет прерывистая работа АИК с производительностью 2-3 л/мин. — как агрегат холодильника: промоет организм и остановится. Такой пульсирующий ток, возможно, будет более выгодным еще и потому, что будет выполнять механическую функцию массажа тканей.