Zresetować śmierć

Na stole z nierdzewnej stali leży zimne ciało świni. Zwierzę nie oddycha, serce nie pracuje, aktywność mózgu wygasła, tkanki nie zużywają tlenu. W tym stanie nieszczęsny prosiak pozostaje już 150 min. Nie ma żadnych wątpliwości - zwierzę jest martwe.

40-letni chirurg Hasan Alam z Massachusetts General Hospital w Bostonie uśmiecha się tajemniczo: "Możemy sprowadzić naszą świnkę z powrotem". W chwilę później przesuwa dźwignię i pompa zaczyna wtłaczać w tętnice świni jej ciepłą krew. Temperatura ciała zwierzęcia podnosi się o pół stopnia na minutę. Kiedy przekracza 25 stopni, serce zaczyna bić, gdy wzrasta do 35 stopni, prosiak chrząka, podnosi ryj i rozgląda się z ciekawością. Świnia wróciła z tajemniczej, dziwnej strefy między życiem a śmiercią, a w czasie tej podróży nie doznała żadnych szkód neurologicznych.

Po wybudzeniu wyszukiwała rodzynki i jabłka równie sprawnie jak jej towarzyszki, które nie zostały poddane makabrycznym eksperymentom. Doktor Alam jest pewien, że już za rok podobną procedurę będzie można przeprowadzić także na ludziach. - To brzmi futurystycznie, ale obecnie dysponujemy wiedzą, pozwalającą precyzyjnie wprowadzać organizmy w stan zastoju - zapewnia dr Hasan Alam.

Przerwa na sen

Naukowcy z kilku prestiżowych ośrodków prowadzą zdumiewające badania w stylu doktora Frankensteina - "wyłączają" i "włączają" życie. Wprowadzają zwierzęta w osobliwy stan zwany po angielsku "suspended animation", czyli zawieszone ożywienie.

Pionierem badań był prof. Peter Safar (1924-2003), twórca popularnej metody reanimacji, sztucznego oddychania usta-usta połączonego z masażem serca. Prof. Safar, pracujący w amerykańskim University of Pittsburgh School of Medicine zauważył, że wielu amerykańskich żołnierzy poległych w wojnie wietnamskiej zmarło na skutek upływu krwi. Gdyby udało się nieco wcześniej przetransportować ich do szpitala polowego, chirurdzy zdołaliby im pomóc. Lekarzom po prostu brakowało czasu, zazwyczaj około godziny. Profesor Safar doszedł do wniosku, że jeśli zatrzyma się na pewien ściśle określony czas procesy życiowe, a potem znów je pobudzi, uda się ocalić setki ofiar poważnych wypadków.

Procedurę "suspended animation" rozpoczął w latach 90., gdy ze znieczulonych psów usuwał krew, a zamiast niej pompował w aorty zwierząt roztwór soli kuchennej o temperaturze około 2 st. C. Temperatura ciała czworonogów spadała o 2 stopnie na minutę - aż do 10 st. C i z klinicznego punktu widzenia psy były martwe. Ich krew podgrzewano, wzbogacano tlenem i pompowano z powrotem do układu krwionośnego. Lekkie impulsy elektryczne powodowały wznowienie pracy serca prawie wszystkich psów i zwierzęta wracały do życia średnio po dwóch godzinach śmiertelnego snu. Krótka wyprawa w zaświaty nie prowadziła przy tym do uszkodzeń mózgu. Ostatnio metoda została udoskonalona. Do krwi dodatkowo wprowadzono niewielkie ilości glukozy, dzięki czemu zwierzęta wracały do życia nawet po trzech godzinach śmierci klinicznej, a ciało jednego z nich oziębiono do temperatury zaledwie 1,3 st!

W czasie zawieszonego ożywienia lekarze działają brutalnie. Dr Hasan Alam poddaje świnie całkowitemu znieczuleniu, następnie otwiera skalpelem brzuch zwierzęcia i przecina główną tętnicę oraz żyłę. Obrażenia te mają symulować wielokrotne rany postrzałowe w brzuch i w pierś. Upływ krwi następuje bardzo szybko, organizm zwierzęcia przechodzi w stan ostrego szoku. Wtedy chirurg usuwa resztę krwi, którą zastępuje zimnym roztworem soli kuchennej, substancji odżywczych i antyutleniaczy. W ciągu 20 min temperatura ciała zwierzęcia spada z 37 do 10 st. C. Świnia pozostaje w śmiertelnym śnie przez 90 min, w tym czasie połączone zostają jej uszkodzone naczynia krwionośne i zaszyte rany. Wtedy rozpoczyna się proces wtłaczania ciepłej krwi i reanimacji. Spośród zwierząt, które nie otrzymały chłodzącego roztworu soli, żadne nie przeżyło drastycznego zabiegu. Jednak na 100 świń, w których naczyniach krwionośnych znalazła się chłodna ciecz, 87 przeżyło bez żadnych szkód neurologicznych. Optymalna wydaje się temperatura ciała 10 st., bowiem spośród świń, których organizmy wychłodzono do 5 st. C, obudziła się tylko co czwarta.

Cofanie zawału

Nieco inna metoda stosowana jest w wiedeńskim Szpitalu Ogólnym. Pracujący w nim dr Wilhelm Behringer uważa, że głęboka hipotermia może pomóc ludziom doznającym zawałów serca, a stosować ją powinni już sanitariusze wiozący pacjentów do szpitala. Specjaliści z wiedeńskiego szpitala impulsem elektrycznym wprowadzają świnie w stan śmierci. Po 15 min lekarze przystępują do klasycznych czynności reanimacyjnych, jak masaż serca, elektrowstrząsy, podawanie lekarstw. Ale tylko nieliczne świnie udaje się w ten sposób przywrócić do życia, do tego zwykle z poważnymi uszkodzeniami mózgu. Znacznie lepsze rezultaty badacze uzyskują, wprowadzając do tętnicy głównej trzy litry chłodnego roztworu soli kuchennej, tak aby ochłodzić serce i mózg. Krew zwierzęcia nie jest usuwana. Lekarze czekają 20 min, bo tyle przeciętnie jest transportowany chory do szpitala. Potem zwierzę zostaje podłączone do płucoserca, reanimowane i za pomocą lekarstw wprowadzone w stan regeneracyjnego snu. Po 24 godz. świnie są wybudzane, przy czym aż 85 proc. wraca do życia, i to bez zauważalnych zaburzeń.

Jednak ciągle nie wiadomo, w jaki sposób pogodzić fenomen zawieszonego ożywienia z prawami biologii. Mózg pozbawiony dopływu tlenu szybko obumiera - u człowieka już po kilku minutach, zaś mięsień sercowy może przetrwać bez tlenu około 20 min. Zimny szok termiczny najwyraźniej przerywa lub spowalnia ten proces, bowiem gdy temperatura ciała człowieka spada o 10 st., proces przemiany materii zwalnia o połowę. Przy temperaturze ciała wynoszącej 10 st. C mózg może przeżyć od 90 do 120 min. Znane są liczne opowieści o "cudownych" ocaleniach, np. brytyjski magazyn "The Lancet" opisał historię 29-letniej norweskiej narciarki Anny Bogenholm, która wpadła głową w dół w szczelinę zamarzniętej rzeki pod Narwikiem. Upłynęło 40 min, zanim towarzysze zdołali uwolnić ją z lodowej pułapki. Anna była już w stanie śmierci klinicznej, a temperatura jej ciała spadła do zaledwie 13,7 st. C W szpitalu usunięto młodej kobiecie krew, którą ogrzano i ponownie wpompowano do ciała. Bogenholm spędziła 60 dni na oddziale intensywnej terapii, lecz w pełni wróciła do zdrowia. Miała ogromne szczęście, gdyż udaje się uratować najwyżej 30 proc. osób, których temperatura ciała spadła do ok. 28 st. C.

Odpowiednie - niezbyt duże - wyziębienie uratowało również kilka osób ze zmiażdżonymi kończynami, czekających na pomoc po tragicznym zawaleniu się katowickiej hali. Chłód (ok. -17 stopni) mobilizował ratowników do gwałtownych poszukiwań. Ale jeden z mężczyzn, przywalony belkami, nie wykrwawił się ostatecznie tylko dzięki niskiej temperaturze. Także chłopczyk czekający pod gruzami przeżył, bo śnieg zadziałał jak najlepszy kompres.

Wiadomo, że niskie temperatury spowalniają proces obumierania tkanek. Także ofiary zawałów serca częściej z tego wychodzą, gdy ich ciała zostaną schłodzone - nawet niewielkie ochłodzenie mózgu zwiększa szanse na ocalenie pacjenta po nagłym zatrzymaniu serca. Takie sensacyjne wyniki badań przedstawili w maju tego roku naukowcy z Pittsburgha zgromadzeni na konferencji specjalistów medycyny ratunkowej w San Francisco. W najlepszym stanie były mózgi szczurów schłodzone o 5 st. po zatrzymaniu akcji serca. Ale także mózgi gryzoni, których temperaturę obniżono tylko o 2 st., przetrwały w dobrym stanie. W wyniku niedotlenienia najbardziej uszkodzony został układ nerwowy zwierząt mających normalną temperaturę ciała (37 stopni). Mimo to lekarze rzadko decydują się na taką metodę leczenia pacjentów po zawale. Uważają ją jeszcze za zbyt ryzykowną, bo precyzyjne obniżenie temperatury ciała pacjenta do poziomu gwarantującego powodzenie całego zabiegu jest bardzo trudne.

Ożywczy gaz

Proces przemiany materii w komórkach zachodzi jeszcze jakiś czas po śmierci klinicznej. Jednak niewielkie ilości tlenu znajdujące się we krwi nie wystarczają już do wytwarzania energii. W tej sytuacji w procesie oddychania komórkowego powstają znaczne ilości wolnych rodników tlenowych, które masakrują struktury komórki, powodując jej śmierć. Chłodny roztwór soli najwyraźniej powstrzymuje proces konania komórki. Zimno spowalnia przemianę materii, zostaje zatrzymany proces powstawania wolnych rodników. Organizm wchodzi w stan zawieszonego ożywienia i może jeszcze wrócić do życia.

Sposobami spowalniania śmierci rannych żołnierzy interesują się amerykańscy wojskowi. Zwracają jednak uwagę, że na polach bitew, np. w górach Afganistanu, nie ma możliwości wykorzystywania skomplikowanego sprzętu do hipotermii. Ponadto, by sprowadzić rannego żołnierza z przełęczy Hindukuszu do nowoczesnego szpitala, ratownicy potrzebują co najmniej sześciu godzin. Wątpliwości te rozwiewa biolog Mark Roth z Seattle wyobrażający sobie, że w przyszłości komandosom będą towarzyszyć sanitariusze z pojemnikami gazu, dzięki któremu będzie można wprowadzać ludzi w sen podobny do śmierci, przerywając oddychanie komórkowe. Mark Roth uważa, że taką rolę może pełnić tlenek węgla lub siarkowodór, przy czym ten ostatni wydaje się bezpieczniejszy. Biolog przeprowadził obiecujące doświadczenia na myszach. Kiedy gryzonie wdychały mieszaninę siarkowodoru i powietrza, zapadały w rodzaj zimowego snu. Przemiana materii zmniejszała się o 90 proc., temperatura mysiego ciała spadała z 37 do 15 st. C, zaś rytm serca zwalniał ze 120 do 10 uderzeń na minutę. Myszki, przebywające następnie w pomieszczeniu o normalnej temperaturze, przebudzały się same, żwawe i zdrowe. Mark Roth zamierza przeprowadzić podobne eksperymenty na większych ssakach, a w przyszłości także na ludziach.

Bezsensowna hibernacja

Zawieszanie życia było ulubionym tematem autorów powieści science fiction. Powieściowi astronauci w stanie hibernacji nie starzejąc się, przemierzali liczące dziesiątki lat świetlnych szlaki do odległych galaktyk. Niektórzy, gorąco wierzący w potęgę nauki, polecili po śmierci zamrozić swe ciała lub same głowy w ciekłym azocie w nadziei, że w przyszłości dzięki postępom medycyny zostaną przywróceni do życia. Takie usługi oferują amerykańskie firmy Alcor Life Extension w Portland czy kalifornijska Trans Time, przy czym zamrożenie całego ciała kosztuje co najmniej 160 tys. dol. Takich hibernatusów jest około 70, jak lodowe posągi wiszą głową w dół, w kapsułach pełnych płynnego azotu, czekając na ożywienie, które z pewnością nigdy nie nastąpi. Przecież podczas zamrażania woda stanowiąca znaczną część masy organizmu zmienia się w kryształki lodu, których ostre krawędzie niszczą błony komórkowe, tkanki i narządy. - Równie dobrze można marzyć o odtworzeniu żywej krowy z zamrożonego hamburgera - ostrzega zwolenników kriogeniki prof. Arthur Rowe z Uniwersytetu Nowojorskiego.

Mimo wszystko procedura "suspended animation" z pewnością ma przed sobą przyszłość. Kiedy pojawiły się pierwsze informacje na ten temat, brytyjska prasa bulwarowa zaczęła straszyć czytelników nadejściem epoki zombie, złaknionych ciepłej krwi innych. Oczywiście nie ma to nic wspólnego z rzeczywistością. Zawieszanie życia może uratować wiele istnień. Metody reanimacji profesora Safara - oddychanie usta-usta i masaż serca - początkowo również były wyśmiewane, lecz obecnie powszechnie się je stosuje.

Nie wiadomo, na jak długo można wprowadzić organizm ssaka w stan zawieszonego ożywienia. Prawdopodobnie trzy godziny podobnego do śmierci snu u psów i sześć godzin u myszy to granica, której nie uda się przekroczyć. Niektórzy jednak uważają, że wszystkie ssaki mają ukryte zdolności do hibernacji, należy je tylko wykryć i rozwinąć, aby taki stan mógł trwać znacznie dłużej.

Krzysztof Kęciek

Czytaj więcej w tygodniku: