Як утриматися в штучному анабіозі під час подорожі до Марса?

Довготривалі космічні подорожі становлять серйозне випробування для людського тіла. За межами захисної оболонки нашої планети космонавти стикаються з небезпечним радіаційним впливом, тоді як мікрогравітація повільно негативно позначається на стані м'язів, кісток і зору. Крім того, психологічний стрес, викликаний тривалим перебуванням у обмеженому і замкнутому середовищі, є не менш загрозливим фактором.

Варто зазначити, що природа вже понад 250 мільйонів років має своєрідне рішення для цих викликів. Це зимова сплячка або гібернація — незвичайний фізіологічний стан, який дає можливість тваринам фактично "вимикати" свої життєві функції під час нестачі ресурсів. На сьогоднішній день науковці з різних куточків світу, за підтримки ESA та NASA, працюють над тим, щоб адаптувати цей природний механізм для використання людьми.

Оборонний бар'єр від радіаційного впливу та нестачі їжі.

Космічне випромінювання є одним з основних загроз для астронавтів. Позбавлені захисту атмосфери, космічні кораблі піддаються атакам важких іонів, які накопичуються всередині. Однак дослідження свідчать про те, що під час сну організм демонструє підвищену стійкість до радіації. Тварини, які перебувають у стані гібернації, споживають дуже мало кисню, сповільнюють обмін речовин і щільно "упаковують" своє ДНК, що забезпечує захист клітин від ушкоджень і запускає потужні механізми самовідновлення.

Окрім того, стан заціпеніння може стати вирішенням для проблеми ресурсів. Як зазначає дослідник Кліфтон Каллавей з Піттсбурзького університету, для однієї місії на Марс одному астронавту необхідно приблизно 300 кг продуктів харчування. Зменшення метаболічних процесів навіть на 25% суттєво знизить вагу корисного навантаження, що спростить запуск космічного апарату.

Як активувати анабіоз у людини.

Люди не мають еволюційних адаптацій для тривалої сплячки. Щоб обійти це обмеження, вчені звертають увагу на тварин, які здатні витримувати екстремальні умови. Наприклад, арктичні ховрахи можуть знижувати свою температуру тіла до рівня нижче нуля, при цьому їхній мозок і серце залишаються в безпеці завдяки особливій перебудові білка міозину.

Олена Грачова з Єльського університету проводить дослідження субфорнічного органу (SFO) у мозку, який під час сну пригнічує відчуття спраги. Ця структура також присутня у людей. Інший нейробіолог, Сініша Хрватін з MIT, виявив нейронний ланцюг у преоптичній зоні мозку хом'яків, активація якого може знизити температуру тіла до 15 °C. Оскільки цей механізм спостерігається у багатьох видах, вчені сподіваються, що зможуть адаптувати його для людей.

Для досягнення синтетичного стану заціпеніння в даний час тестують хімічні речовини та ультразвукові технології. Ряд клінічних досліджень на людях, що застосовували легкі седативи, вже продемонстрував зменшення метаболічних процесів на 20%.

Від пересадки органів до протистояння онкологічним захворюванням.

Технологія штучного анабіозу має потенціал змінити світ ще до того, як перший космонавт у стані гібернації вирушить у подорож до Червоної планети.

* Невідкладна допомога. При інфарктах та інсультах штучне заціпеніння допоможе медикам уповільнити руйнування тканин мозку та серця, виграючи дорогоцінний час для операції. На відміну від медикаментозної коми, пацієнтам у стані заціпеніння не потрібні складні апарати життєзабезпечення.

* Трансплантологія. Активація гібернаційних механізмів у донорських органах може суттєво збільшити їх термін зберігання та врятувати безліч життів.

* Онкологічні захворювання та хронічні недуги. Дослідники з Університету Гронінгена в Нідерландах наразі проводять випробування молекули SUL-138, отриманої з тканин хом'яків, з метою лікування хвороби Паркінсона. Окрім цього, сповільнення метаболічних процесів може затримувати розподіл ракових клітин.

Оптимістичні прогнози свідчать про те, що перші технології штучного заціпеніння для медичних цілей можуть з'явитися вже в найближчі 10-15 років. Однак для тривалих космічних подорожей знадобиться більше часу, оскільки науковцям необхідно не лише навчитися безпечно вводити людей в стан анабіозу, але й ефективно їх повернути до нормального життя.

У минулому ми розглядали, чому кріокамера не стала б вирішенням для героя "Футурами", щоб досягти майбутнього.