Анабиоз

Анабио́з (от др.-греч. ἀνα-βίωσις, ἀνα-βίωσεως «возвращение к жизни, воскрешение» ← др.-греч. ἀνᾰ- приставка со значением повторности + βίωσις, βίωσεως «жизнь»)^[1] — временное замедление или прекращение жизненных процессов в организме под воздействием внешних или внутренних факторов. При этом жизненные процессы, такие как дыхание, сердцебиение и другие, замедлены настолько, что могут быть обнаружены только с помощью специальной аппаратуры.

Некоторые живые существа способны впадать в анабиоз в неблагоприятных для их жизни условиях. Самыми очевидными примерами анабиоза являются лиственные деревья и кустарники, которые осенью теряют листву и всю зиму стоят с голыми стволами и ветками, а весной вновь обрастают новыми листьями.

Термин «анабиоз» был введён в употребление задолго раньше, чем его синоним «криптобиоз». Его использовали в работах и статьях, в связи с чем он стал характеризоваться как отдельный термин, по сути отличающийся от криптобиоза лишь образованием слова.

Этот термин был предложен в 1873 году немецким учёным Вильгельмом Прейером в его сводке по исследованию феномена временного прекращения жизнедеятельности.

Анабиоз наблюдается при резком ухудшении условий существования (низкая температура, отсутствие влаги и др.). При наступлении благоприятных условий жизни происходит восстановление нормального уровня жизненных процессов. Наиболее устойчивы к высушиванию, нагреванию, охлаждению спорообразующие бактерии, грибы, простейшие (образующие цисту). У многоклеточных организмов замедление жизнедеятельности и её почти полная остановка вошли в нормальный цикл развития — семена, споры.

Мельчайшие организмы (например, эмбрионы до восьми клеток) могут быть криоконсервированы и потом восстановлены. Некоторые из них существуют в состоянии анабиоза до 13 лет^[2][3]. Российские биологи взяли более 300 образцов замерзшей почвы в арктической части Сибири и исследовали их, после чего в почве им удалось обнаружить двух нематод разных видов. Исследователи поместили их в чашку Петри с питательной средой при температуре около 20°C, после чего нематоды начали проявлять признаки жизни. Нематоды одного из видов, Panagrolaimus, были в образцах почвы возрастом 32 тыс. лет. Нематоды второго вида, Plectus, были в образце, радиоуглеродное датирование которого показало, что его возраст еще больше — 42 тыс. лет. Таким образом, нематоды поставили рекорд пребывания в анабиозе среди животных^[4].

В состоянии анабиоза некоторые бактерии могут переносить понижение температуры до −250 °C.^{[уточнить]}

Животные, впадающие в состояние анабиоза, могут терять половину и даже три четверти заключённой в тканях воды. Анабиоз по сравнению с оцепенением и спячкой сопровождается более глубоким подавлением жизнедеятельности.

Явление анабиоз при высушивании и охлаждении используется для приготовления сухих живых вакцин, длительного хранения клеточных культур, консервирования тканей и органов.

Понижение температуры вещества снижает химическую активность по уравнению Аррениуса. Это включает в себя такие жизненные процессы, как метаболизм.

В июне 2005 года ученые Центра исследований проблем реаниматологии им. П. Сафара, Питтсбургского университета объявили о том, что им удалось погрузить собак в анабиоз и впоследствии вернуть их к жизни, практически без повреждений головного мозга. Для этого у животных была выкачана кровь и заменена инъекционным раствором, которым заполнили всю кровеносную систему для удержания живого организма в охлажденном состоянии. По окончании трёх часов клинической смерти кровь была возвращена в кровеносную систему, а сердцебиение было восстановлено электрическим разрядом. После чего сердце начало процесс кровообращения в нормальном режиме. Таким образом животные были возвращены к жизни.^[5]

20 января 2006 года врачи Центральной больницы Бостона, штат Массачусетс, объявили о помещении свиней в анабиоз подобным методом. Свиньям была проведена анестезия и сымитирована кровопотеря с помощью скальпеля, как при тяжелых травмах (например, проколотая аорта, как это могло бы произойти в автокатастрофе или при огнестрельном ранении). После того, как свиньи потеряли приблизительно половину их крови, остающаяся кровь была заменена охлажденным физиологическим раствором. После того как температура тела достигла 10 ° C (50 ° F) поврежденные кровеносные сосуды были восстановлены, и кровь была возвращена.^[6] Этот метод был проверен 200 раз с 90%-м показателем успешности.^[7]

С мая 2014 года команда ученых из пресвитерианской Больницы UPMC в Питтсбурге планирует опробовать вышеупомянутый метод на жертвах огнестрельного оружия (или на тех, которые страдают от подобных травм и повреждений). Испытания будут проведены на десяти таких тяжелораненых пациентах. Результаты их выживаемости будут сравнивать с десятью аналогичными пациентами, у которых не было доступа к вышеупомянутому методу. В настоящее время эта процедура будет использоваться при экстренной криоконсервации и в реаниматологии.^[8]

Это понятие носит теоретический характер и часто воспринимается неверно. Человек не способен пережить анабиоз при криогенных (экстремально низких) температурах из-за повреждений в результате кристаллизации воды в организме. Пределы современной технологии и техники также недостаточны для предотвращения потери жизнеспособности клеток. Специалисты в области крионики работают над технологиями, принципиально отличающимися от парадигм анабиоза.

Для полноценной реализации анабиоза необходим надёжный метод для предотвращения повреждения клеток. Вследствие охлаждения и других физических ограничений в сочетании с токсичностью криопротектора, успешную витрификацию в лаборатории можно реализовать только для небольшого количества тканей.^[10] Также существуют лишь ограниченные доказательства того, что это в принципе возможно, потому что только мельчайшие организмы могут быть подвергнуты безопасной заморозке и витрификации. Исследования по свободноживущей нематоде показали, что воспоминания могут быть восстановлены, и такие организмы могут пережить витрификацию приблизительно с 100%-ми показателями успешности.^[11]

22 апреля 2005 года в научном журнале Science была опубликована статья, сообщающая об успешной симуляции гипотермического анабиоза у мышей. Полученные данные имеют большое значение, так как мыши не впадают в спячку в природе. Лаборатория Марка Б. Рота в Центре Исследований рака Фреда Хатчинсона в Сиэтле, штат Вашингтон, поместили мышей на 6 часов в камеру, наполненную смесью, в которой на миллион частиц воздуха приходилось 80 частиц сероводорода. Температура тела мышей снизилась до 13 °C и обмен веществ замедлился в 10 раз, что определили по выработке углекислого газа и потреблению кислорода.^[12] Они также вызвали гипоксию на эмбрионах нематоды и эмбрионах рыбы Данио-рерио, погрузив их в многочасовой анабиоз с последующей реанимацией кислородом.

Центральная больница Массачусетса в Бостоне по тому же методу провела гибернацию мышей. Их сердечный ритм замедлили с 500 до 200 ударов в минуту, частота дыхания упала со 120 до 25 дыхательных движений в минуту, а температура тела понизилась до 30 °C (естественный: 39 °C). После двух часов дыхания воздухом без сероводорода состояние мышей вернулось в норму. Необходимы дальнейшие исследования для понимания, оказывает ли газ разрушающее воздействие на мозг, принимая во внимание, что влияние сероводорода на организм подобно водородному цианиду; это не замедляет скорость метаболизма, а скорее запрещает передачу энергии в клетке через АТФ^[13].

Эксперименты на овцах под снотворным^[14] и на частично вентилируемых под наркозом свиньях^[15] не увенчались успехом. Предположительно, что в случае с крупными млекопитающими это может оказаться неосуществимым. Во всяком случае долгосрочный анабиоз не был реализован.

Работы по анабиозу человека пока находятся в начальной стадии теоретических разработок и опытов над животными. Но первые успехи по погружению в анабиоз теплокровных животных, в частности, мышей^[16], позволяют предполагать, что принципиальных препятствий для осуществления анабиоза человека не существует.

Погружение космонавтов в анабиоз было предложено как один из способов для длительного межзвёздного или межгалактического путешествия человечества. В таком случае отпадает необходимость в корабле поколений. Нужны лишь «смотрители», контролирующие наибольшую часть замороженного населения корабля. Это позволит значительно экономить ресурсы, необходимые для поддержания жизнедеятельности экипажа и пассажиров.

С 1970-х искусственно вызванная гипотермия была использована для некоторых кардиохирургических операций, как альтернатива аппаратам «искусственное сердце — лёгкие». Однако охлаждение обеспечивало ограниченное количество времени для работы, и существовал риск повреждения тканей и головного мозга.

В настоящее время создано много научно-исследовательских проектов, изучающих как вызвать «искусственную спячку» в организме человека.^[17][18] Это погружение в состояние анабиоза будет также очень полезным по ��елому ряду причин, таких как спасение жизни тяжелобольных или травмированных людей. Состояние глубокой гипотермии поможет выиграть время при ожидании медицинской помощи.

Примеры выживания людей, находившихся длительное время в состоянии гипотермии:

• 1999 год. Анна Богенхольм, шведский рентгенолог, пробыла в ледяном озере подо льдом в течение 40 мин в состоянии гипотермии. Её температура тела снизилась до 13,7 °C. После реанимационных мероприятий пришла в себя практически без повреждений головного мозга.
• 2001 год. Пауль Хинек, двухлетний ребёнок провалился в сугроб, температура тела снизилась до 18 °C. Провел так несколько часов в состоянии гипотермии. Все функции организма восстановились полностью.^[19]
• 2006 год. Мицутака Утикоси, 35-летний японец, провел 24 дня без еды и воды, впав в состояние «спячки». Мужчина пропал в горах, когда его нашли, процесс обмена веществ в его организме практически остановился, пульс пропал, температура тела достигла 22 °C. Врачи предположили, что он впал в состояние гипотермии на ранней стадии. Функции его мозга восстановились на 100 %.^[20]
• 2015 год. Джон Смит. 14-летний мальчик провалился под лед и провел под водой 15 минут, прежде чем спасатели извлекли его из воды. Несмотря на отсутствие сердцебиения, после реанимационных мероприятий в течение 45 минут мальчика вернули к жизни.^[21]

• Ни жизнь, ни смерть (1926, СССР)
• Гость из бездны (1961, СССР)
• м/с «Футурама» (1999, США)
• х/ф «Идиократия» (2006, США)
• т/с «1899» (2022, Германия)

• научно-популярный фильм « Узники Пермского моря» (1970,СССР)
• Биологи "воскресили" споры морских микробов возрастом более 100 млн лет
• Обнаружены следы древней жизни на рекордной глубине

Этот раздел не завершён. Вы поможете проекту, исправив и дополнив его.

• Анабиоз // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
• Об анабиозе сибирского углозуба в Киножурнале «Хочу всё знать» на YouTube
• Марк Рот : Состояние анабиоза достижимо