Реферат: Крионика мифы и реальность

Крионика - мифы и реальность


Сергей Амстиславский, Сюзанна ла Фальцы


"...уходит поезд в небеса - счастливый путь..."

Из «Баллады об уходе в рай» Владимира Высоцкого


Введение


Идеи крионики, в частности мечта о том, чтобы жить веч­но, - не новы. Множество книг, а также целый ряд кинофильмов, такие, например, как «Бегство мистера Мак Кинли», который был в кинопрокате в нашей стране ещё в советские времена, бы­ли построены именно на этих идеях. В этой кинокартине главный герой "сбегает от проблем" в будущее в замороженном виде. Сей­час появилось великое множество кинофильмов на ту же самую тему: это и "Vanilla sky", и "Sleeper", и другие - всех не перечесть, но именно «Бегство Мистера Мак Кинли», где Владимир Высоц­кий пел свою знаменитую "Балладу об уходе в рай", принес в на­шу страну идеи крионики в те памятные, теперь уже далекие 1970-е. Как в самой кинокартине, так и в песне, строчка из кото­рой взята эпиграфом, поднимаются многие нравственные и эти­ческие проблемы, связанные с крионикой. Мы, в данной статье этих проблем сознательно касаться не будем, но сосредоточимся главным образом на биологических аспектах крионики.

В своей знаменитой книге «Перспективы бессмертия» Роберт Эттингер (Ettinger, 1964) впервые в наиболее полной и развернутой форме сформулировал основные идеи крионики, что сделало его лидером в этой области. Сам же «отец крионики», который после демобилизации из вооруженных сил США получил университет­ский диплом сразу по двум специальностям - математике и физике, писал о себе довольно скромно: "Будучи всего лишь учителем кол­леджа по физике и математике, я никогда не имел и не имею официальных полномочий... Это в течение длительного времени было причиной отсутствия инициативы с моей стороны, так как у меня нет соответствующего научного веса, формальной квалификации в данной области; кроме того, я не очень подхожу на роль лидера. Но проходили годы и никто, более подходящий на эту роль, чем я, так и не появился. Я, в конце концов, решил взяться за перо. Поз­же, я думаю, мне надо будет сформировать соответствующие орга­низации…" (http://en.wikipedia.org/wiki/Robert Ettinger).

В своей книге Эттингер развил концепцию «приостановлен­ной смерти». По мнению Эттингера, процесс умирания не мгно­венный акт, но имеет определенную протяженность во времени, этот процесс может быть приостановлен и «законсервирован» с перспективой оживления этого человека в будущем. Концепция «приостановленной смерти» исходит из того, что современные способы диагностики того, что смерть наступила, не абсолютны, а относительны и зависят, в частности, от уровня развития меди­цинских технологий и их доступности в критический момент вре­мени. Чтобы эта мысль Эттингера стала понятной, достаточно привести простой пример. Если у человека случился инфаркт где-нибудь в таежной деревне, где нет ни достаточного медицинского оборудования, ни квалифицированного персонала, то этот эпизод с большой вероятностью приведет к летальному исходу. Если же, напротив, подобный удар случился, когда человек находился в больнице большого города, в которой используют современные методы реанимации и лечения, то вполне вероятно, что этот че­ловек выживет и, возможно, ещё будет достаточно долго и счаст­ливо жить. Автор перенес эту идею на ось времени. Он предполо­жил, что критерии смерти различаются не только в зависимости от места, где человек находится в критической ситуации, но и от эпохи, в которую он живет. Согласно Эттингеру, человека, кото­рого современная медицина считает умершим, доктора из буду­щего, возможно, смогут оживить, если в момент диагностики смертельного исхода специалисты по крионике будут рядом и процесс умирания будет «приостановлен».

В этой своей знаменитой книге, основным идеям которой сле­дуют практики от крионики и в наши дни, Эттингер предложил и метод "путешествия во времени". Автор изучил современную ему литературу по криобиологии, науке, которая изучает жизнь при низких температурах. Это направление биологической науки как раз переживало бурный подъем начиная с конца 1940-х гг. (см. Smith, 1961]. Сейчас этот подъем продолжается. Эттингер де­лает вывод о том, что криоконсервация при температурах жидко­го азота или даже жидкого гелия является именно тем способом, который позволит сохранить биологический субстрат и позволит специалистам из будущего оживить этого человека.

Однако как во времена написания книги "Перспективы бес­смертия", так и в наши дни криоконсервация с успехом применя­ется лишь по отношению к суспензиям клеток, сперматозоидам, ранним стадиям развития эмбрионов или другим микроскопиче­ски мелким объектам, но не по отношению к таким крупным телам, какими являются человек или представитель любого дру­гого вида млекопитающих. Именно по этой причине в научном сообществе идеи крионики воспринимаются весьма критически, особенно криобиологами, которые хорошо осведомлены о том, где на сегодняшний день проходит граница применения научно обоснованных методов криобиологии. Следует отметить в этой связи, что науке пока не известны случаи успешной заморозки и криоконсервации при температурах жидкого азота или жидкого гелия каких-либо животных, размер которых превышал бы не­сколько миллиметров.

Чтобы сразу определиться с терминами, надо сказать, что ко­гда в современной биологической литературе встречается термин "криоконсервация", то имеется в виду консервация тех или иных биологических объектов в течение некоторого времени при тем­пературе жидкого азота, т.е. при -196 °С. Причем успешной счи­тается криоконсервация, когда объект полностью сохраняет свою жизнеспособность после размораживания. Если же объект хранился при этих температурах, но никто никогда не доказал, что этот объект сохраняет жизнеспособность, то слово "криокон­сервация" здесь подходит лишь весьма условно, поэтому при дальнейшем изложении мы будем брать это слово в кавычки, го­воря о "криоконсервации" крионавтов. "Крионавтами" в англо­язычной литературе называют тех "пациентов", которые прошли полную заморозку и хранятся при температуре жидкого азота. До того, как будущие "крионавты" достигли температуры жидко­го азота, т.е. с момента начала подготовительных процедур крио­ники, их называют "пациентами". Это слово мы будем также упо­треблять в кавычках, поскольку "пациентами" крионики юриди­чески могут быть лишь те, кого современная медицина считает умершими.

После написания своей знаменитой книги Эттингер стал пре­зидентом Института крионики (Cryonics Institute) и общества бес­смертия (Immortalist Society). Именно эти две организации, наряду с "Алькором" (Alcor: Life Extension Foundation), наиболее извест­ны в современном мире как предприятия, развивающие идеи кри­оники и применяющие их на практике, причём "Алькор" являет­ся лидером в данной области. Все эти три организации находятся в США. Именно США до последнего времени были единствен­ной страной, где имелись предприятия, практикующие крионику. Общество бессмертия выпускает журнал "The immortalist", на страницах которого обсуждаются вопросы, имеющие отношение к крионике и, в более широком контексте, к увеличению продолжительности жизни. В самое последнее время, однако, наблюда­ется экспансия крионики и в другие страны. На сайте фирмы "Крио Рус" (http://www.kriorus.ru/russia.html') сообщается, что пер­вые крионавты появились и в России.

Первым человеком, тело которого было подвергнуто замо­розке и консервации, был профессор из Калифорнии Джеймс Бедфорд. Умирая от рака, он высказал в качестве последнего же­лания быть "криоконсервированным". Его желание было выпол­нено, и тело профессора в настоящее время находится в жидком азоте в одном из сосудов фирмы "Алькор". Однако наиболее из­вестным крионавтом является бейсбольный кумир Тэд Уильяме. Он был подвергнут процедурам крионики в фирме "Алькор" и за­морожен в 2002 г. Однако вскоре после этого началась семейная дискуссия о том, "а действительно ли Тэд хотел быть заморожен­ным?". Разразился скандал, который имел негативные последст­вия как для "Алькора", так и для Института крионики, возглавля­емого Эттингером (хотя последний не имел прямого отношения к заморозке Тэда Уильямса).

Что же все-таки представляет собой крионика, которая ока­зывает довольно дорогую услугу по консервации того, что явля­ется некой "биологической сущностью" того или иного челове­ка? Является ли крионика "наукой" или "псевдонаукой"? Где про­ходит граница между научно обоснованными и экспериментально проверенными методами криобиологии и таинственным миром идей крионики? Этим и многим другим вопросам, связанным с термином "крионика", и посвящена эта статья.


Подготовка к "путешествию во времени"

и эксперименты на собаках и кошках


Согласно современной литературе, когда говорят о практиче­ских аспектах крионики, то имеют в виду "практику заморозки больных людей в надежде на восстановление их жизни в будущем, когда будут разработаны соответствующие технологии" (Carpenter, 2003). Одним из ключевых моментов, который позво­ляет практиковать крионику, является разница во времени между так называемой "клинической смертью" и теми совершенно необратимыми изменениями, которые следуют за этим событием через некоторое время. Как свидетельствуют те, кто осуществля­ет идеи крионики на практике, «с точки зрения закона, факт смерти обозначает то, что квалифицированные эксперты-медики делают заключение о том, что вос­становление кровообращения (или попытки восстановления кровообра­щения) не представляется возмож­ным... Настоящая же смерть насту­пает, когда клетки организма необ­ратимо разрушаются - т.е. через не­сколько минут или даже часов после подобного заключения. Мы считаем, что наши "пациенты" на момент на­чала применения процедур крионики еще не умерли, но находятся в кома­тозном состоянии... После оживле­ния они, скорее всего, лишь будут на какое-то время в состоянии амнезии, то есть кратковременной потери па­мяти, связанной с тем, что электри­ческая активность мозга какое-то время отсутствовала...» (цит. по: Carpenter, 2003; см. также: Lemler et al., 2004). Согласно утверждению представителей фирмы "Алькор", «юридически смерть констатируют, когда сердце перестает биться и ды­хание отсутствует, но не когда уми-

рает мозг... критерии "смерти мозга" применяют лишь в связи с пересадкой органов» (Lemler et al., 2004).

В чем же заключаются услуги крионики на практике? Ниже приведено описание подготовки "пациента" к "путешествию во времени", как это делается в наиболее известной в мире фирме -фирме "Алькор" в США. Когда врач констатирует смерть, транс­портная бригада специалистов фирмы "Алькор" проводит на ме­сте первые процедуры подготовки "пациента" к заморозке и криоконсервации. При этом специалисты транспортной бригады делают все возможное, чтобы максимально полно использовать упомянутую выше разницу во времени между смертью "de jure" и смертью "de facto". После того, как врач делает заключение о том, что наступила смерть, "пациента" немедленно подключают к системе искусственного поддержания циркуляции. После под­ключения к системе чаще всего циркуляция в теле восстанавлива­ется через 2-4 минуты. На фоне механической поддержки дыха­ния и циркуляции крови, осуществляемых при помощи этой сиетемы, производятся инъекции ряда препаратов. Эта медикамен­тозная подготовка имеет целью поддержать обмен веществ в тка­нях тела и защитить их от повреждающих последствий кислород­ного голодания (ишемии), которое имело место во время оста­новки кровообращения, а также от дальнейшего повреждения тканей после возобновления доступа кислорода к этим тканям при восстановлении циркуляции (что может иметь весьма нега­тивные последствия на фоне эпизодов ишемии).

В практике "Алькор" в настоящее время практикуется приме­нение антикоагулянтов, таких, как гепарин, а также ряда других препаратов: блокаторов кальциевых каналов, ингибиторов свобод­ных радикалов и др. Наряду с введением препаратов, бригада "Аль­кор" проводит хирургические операции на кровеносных сосудах, целью которых является наиболее эффективное обеспечение кро­воснабжением самого важного с точки зрения крионики органа -головного мозга. При этом, конечно, ухудшается кровоснабжение других частей тела, в частности конечностей. Однако согласно концепции крионики, другие органы и части тела не так важны, как мозг. Предполагается, что если "доктора будущего" найдут способ оживить замороженный мозг, то для них не будет большой проблемы также и с телом, вплоть до регенерирации нового тела.

Если эти подготовительные процедуры проходят без ослож­нений, то хирургия и фармакологические воздействия заверша­ются в течение 45 минут. В течение следующих 15 минут "паци­ент" охлаждается до + 5 °С и в таком виде транспортируется в главное здание "Алькор" для дальнейшего этапа - насыщения тканей криопротектором.

Следующий этап - насыщение органов и тканей криопротек­тором имеет целью защиту клеток организма от повреждения в ходе процесса замораживания. В настоящее время в фирме "Аль­кор" в качестве криопротектора применяют глицерин, однако уже разработаны и проходят испытания в экспериментах на жи­вотных более сложные криопротекторы, которые, как показано, более эффективно предохраняют мозг от криоповреждений (Pichugin et al., 2006). Криопротектор вводят в возрастающих концентрациях для насыщения тканей тела, при этом используется собственная система кровообращения "пациента", которого опять подключают к искусственной системе циркуляции. Этот этап длится от двух до четырех часов и в результате около 60% жидкостей тела замещается глицерином.

В ходе прокачивания (перфузии) растворов глицерина состо­яние "пациента" и его реакция на процедуры тщательно регистрируются и контролируются. Такие показатели, как перфузион-ное давление, скорость насыщения тканей криопротектором, температура тела и другие параметры тщательно оцениваются и регулируются с целью достижения оптимального режима введе­ния криопротектора. В черепе делается небольшое отверстие с целью визуального контроля поверхности мозга: оптимальный режим насыщения криопротектором тканей мозга является глав­ным приоритетом. Если ткани мозга в ходе процедуры сморщи­ваются, это считается хорошим индикатором того, что вода замещена глицерином и процесс перфузии идет в оптимальном режиме.

Если по условиям контракта замораживанию и "криоконсервации" следует подвергнуть лишь головной мозг, то "пациент" по­лучает весь комплекс описанных выше процедур, но после этапа насыщения криопротектором голову отчленяют от тела и лишь голова будет подвергнута замораживанию. Эта услуга, когда лишь мозг (внутри черепной коробки) подвергают "криоконсервации", носит специальное название - нейро (neuro).

После завершения насыщения тканей тела раствором криопро­тектора "пациент" отсоединяется от системы поддержания цирку­ляции и помещается в два пластиковых пакета. Оба пакета непро­ницаемы для жидкостей. После этого "пациента" помещают в ванну с холодным силиконовым маслом. В течение последующих 36—48 часов температура ванны (и соответственно температура "пациента") постепенно снижается от +5 до -79 °С. Этот процесс равномерного снижения температуры достигается путём добавле­ния кусков сухого льда в ванну. Как только температура в ванне снизилась до
-79 °С, "пациента" быстро вынимают из ванны, верх­ний пакет снимают и быстро переносят в спальный мешок, пред­варительно охлажденный до той же температуры. Поверх одевают еще один охлажденный спальный мешок. После этого "пациента", одетого в пластиковый пакет и два спальника, кладут в алюминие­вый сосуд, в котором ему предстоит пройти окончательные этапы заморозки до достижения температуры жидкого азота (-196 °С). Это осуществляется контролируемым постепенным снижением температуры в алюминиевом сосуде в парах жидкого азота. Про­цесс продолжается в течение примерно 5 дней. При достижении температуры -196 °С тело переносится в жидкий азот и хранится в этом состоянии в специальном сосуде (см. рисунок).

В научной работе, которую группа крионицистов из фир­мы "Алькор" опубликовала недавно в анналах Нью-Йоркской академии наук (членом которой может стать всякий желающий, уплативший 100 долл. - Примеч. Редкол.), приводятся результаты их собственных экспериментов на собаках, подтверждающих не­которые частные постулаты крионики. У собак в условиях ком­натных температур (т.е. без специального охлаждения тела) бы­ло полностью прекращено кровообращение путем фибрилляции сердца. Через
14-16 минут после этого кровообращение восста­навливали, собаки оживали, причём дальнейшие тесты показали, что высшая нервная деятельность у этих собак не нарушена и они демонстрируют нормальное поведение и тот же уровень спо­собностей, как до своей клинической смерти (Lemler et al., 2004). При обсуждении своих результатов, полученных на собаках, ав­торы упоминают работу, проведенную много лет назад на кош­ках. В этом случае схема эксперимента была аналогичной, и у подопытных кошек вызывали ишемию в условиях нормальных температур. Однако кровообращение отсутствовало в течение целого часа. После столь длительного периода, когда органы и ткани были лишены доступа кислорода, кошек возвращали к жизни, причем со временем у них восстанавливалось нормальное поведение, в частности характерное для кошек поведение "умы­вания", чистки своего туалета и т.д. Кошки по-прежнему различа­ли работников этой лаборатории, которых они знали до своей клинической смерти (Hossmann et al., 1987).

Следует сразу сказать, что и кошки, и собаки относятся к от­ряду хищных (Carnivora), и способность переживать эпизоды, когда органы и ткани лишены доступа кислорода, вероятно, вы­работалась эволюционно, в связи с образом жизни их предков, до того, как эти виды животных были доместицированы. Подобные эксперименты на других видах животных могут дать совершенно иной результат, и даже короткий промежуток кис­лородного голодания мозга может привести к необратимым последствиям.

Несмотря на эти оговорки, результаты упомянутых экспери­ментов представляют, безусловно, большой интерес для нейробиологии. Эти данные также свидетельствуют в пользу отстаива­емого представителями "Алькор" утверждения крионики о том, что существует значительный интервал времени между клиниче­ской смертью, оцениваемой по остановке дыхания и кровообра­щения, и "настоящей смертью", которая, согласно постулатам крионики, наступает лишь когда необратимо разрушается мозг. Сходные эксперименты на собаках упоминаются также и в книге Эттингера (Ettinger, 1964), но там описано восстановление поведе­ния у собак, которые пережили клиническую смерть в условиях гипотермии. Однако прошло уже более 40 лет со времени появле­ния этой книги и рождения крионики, однако по-прежнему суще­ствует главная (возможно, вечная) проблема, которая не позволя­ет назвать крионику наукой. Эта проблема заключается в том, что никому до сих пор не удалось "оживить" ни одного из "паци­ентов" крионики или даже просто представить доказательства то­го, что какое-либо млекопитающее (за исключением микроско­пически мелких - эмбриональных стадий развития) было успеш­но заморожено до температуры жидкого азота и было "оживле­но" после криоконсервации. Иными словами, отсутствует экспе­риментальное подтверждение основного постулата крионики о том, что жизнеспособность замороженных крионавтов можно восстановить. Таким образом, как во времена написания Робер­том Эттингером его знаменитой книги, так и в наши дни это пред­положение принимается апологетами крионики исключительно "на веру" - без научных доказательств.

В упомянутой публикации из анналов Нью-Йоркской акаде­мии наук представители фирмы "Алькор" вынуждены констати­ровать то, что ожидания их клиентов быть в будущем возвращен­ными к жизни базировались и базируются на "предположении" о том, что "медицинский и научный прогресс будет продолжаться" и в один прекрасный день станет возможным то, что не предста­вляется возможным в наше время (Lemler et al., 2004). Однако, как сказал известный криобиолог Артур Ров (Artur Rowe), "верить в то, что крионика сможет помочь реанимировать замороженных - это всё равно, что верить в то, что гамбургер может превратить­ся обратно в корову". Действительно, как бытовой, так и науч­ный опыт свидетельствует о том, что живое может стать нежи­вым и раньше или позже это происходит. Достаточно вспомнить комара, убитого на плече или ту же корову, превращенную в гам­бургер, как в примере Артура Рова. Между тем, примеры "пре­вращений" в обратном направлении, когда умершее животное удается оживить, науке пока не известны. Здесь следует сразу оговориться. Современные научные технологии позволяют полу­чить "живое" путем взятия отдельных клеток из мертвого живот­ного и последующих манипуляций, таких, как репродуктивное клонирование или инъекция сперматозоида в яйцеклетку. Подоб­ные примеры, в частности, приведены в следующем разделе на­шей публикации. Однако эти технологии не относятся к крионике, так как крионика нацелена на консервацию с перспективой оживления самого "пациента", а не получения потомства от него путем биопсии и последующих манипуляций.


Научно обоснованные подходы: криобиология и современные репродуктивные технологии


Во времена, когда Роберт Эттингер писал свою книгу, т.е. в 1960-х гг., доминирующим методом замораживания было относи­тельно медленное охлаждение биологических объектов (так на­зываемое программное замораживание). Этот метод стал вне­дряться в практику после того, как случайно были обнаружены криопротективные свойства глицерина (Polge et al., 1949; Polge, Smith, 1950). Эти же криобиологи из Великобритании предложи­ли метод замораживания и криоконсервации сперматозоидов, ко­торый с начала 1950-х начал активно внедряться в животноводст­во многих стран (Polge, Smith, 1950). Позже другие британские учёные показали, что преимплантационные эмбрионы (т.е. до момента имплантации в матку) млекопитающих тоже возможно подвергать замораживанию и криоконсервации (Whittingham et al., 1972; Wilmut, 1972). В наше время сотни тысяч эмбрионов крупного скота и других сельскохозяйственных животных под­вергают криоконсервации (Thibier, 1998; 2002). Это существенно облегчает обмен генетическим материалом, в том числе интерна­циональный.

Криобиолог Петер Мэйзур и его ученики описали (математи­чески и биологически) те процессы, которые происходят в ходе программного замораживания биологических объектов. Это теоретическое обоснование того, что уже использовали практи­ки, а именно - метода постепенного (программного) заморажи­вания, получило название "двухфакторной теории Мэйзура" (Mazur, 1977,1988; Farrant et al., 1977). Данная теория ·˚· разра­ботана с использованием достаточно сложного математического аппарата и была подтверждена множеством экспериментов. Со­гласно теории Мэйзура, основными повреждающими факторами при медленном замораживании является образование внутрикле­точных кристаллов льда и экспозиция клеток в гиперосмотиче­ских растворах в течение процесса замораживания. Важными для практиков выводами этой теории является то, что повреждение клеток при замораживании зависит от проницаемости кле­точной мембраны и скорости охлаждения (Mazur, 1977; Farrant et al., 1977).

Вскоре были разработаны оптимальные программы замора­живания, которые различались как для отдельных типов замора­живаемых объектов, так и для разных видов животных. Эти программы позволяли достаточно успешно замораживать клеточ­ные суспензии (Rowe, 1994), сперматозоиды (Watson, 2000) и пре-имплантационные эмбрионы (Dobrinsky, 2002; Leibo, Songasen, 2002; Amstislavsky et al., 2006a) разных видов животных. При за­мораживании этих микроскопически мелких биологических объ­ектов, согласно специально разработанным программам, образо­вание внутриклеточных кристаллов льда минимально, так как внутриклеточная вода успевает выйти через клеточные мембра­ны, а экспозиция в гиперосмотических растворах (которые обра­зуются, когда вода в жидкой фазе вокруг эмбрионов начинает кристаллизоваться в лёд) происходит в течение достаточно ко­роткого времени, что не приносит большого вреда (Mazur, 1977; Farrant et al., 1977). Кроме глицерина для заморозки различных типов клеток применяют и другие криопротекторы, такие как диметилсульфокид, этиленгликоль и др. (Pedro et al., 2005). Пока­зано, что разные криопротекторы обладают разной проницаемо­стью в клетки и мера их токсичности по отношению к клеткам зависит не только от времени экспозиции и типа клеток, но и от температуры (Wusteman et al., 2004).

Таким образом, оптимальные условия замораживания того или иного типа клеток обычно подбирают экспериментально; при этом, конечно, эксперимент строится с учётом основных по­ложений теории Мэйзура. Наиболее "крупными" стадиями в раз­витии млекопитающих, которые когда-либо удавалось заморажи­вать при помощи традиционных способов, описанных в этом па­раграфе, являются преимплантационные эмбрионы. Размер пре-имлантационных эмбрионов большинства видов млекопитаю­щих - несколько десятых долей миллиметра, однако это уже мно­гоклеточное образование и зачастую приходится прибегать к раз­ным ухищрениям, чтобы достичь успеха. Тем не менее, эмбрионы лабораторных (Mobraaten, 1986), большинства сельскохозяйст­венных (Dobrinsky, 2002), некоторых пушных (Lindeberg et al., 2003; Amstislavsky et al., 2006), а также диких (Leibo, Songsasen, 2002) млекопитающих удается успешно заморозить и хранить при температуре жидкого азота. Сразу отметим, что под "успешной заморозкой" мы имеем в виду лишь те случаи, когда после криоконсервации при температуре жидкого азота эмбрионы были разморожены, трансплантированы самке-реципиенту и родилось живое потомство. Это единственный критерий, которому доверя­ет научное сообщество, все остальные критерии жизнеспособно­сти эмбрионов после разморозки могут вызывать критику (впол­не, на наш взгляд, обоснованную).

Когда программное замораживание, основанное на двухфакторной теории Мэйзура, попытались применить к более круп­ным объектам, чем ранние эмбрионы, то результаты заморозки были в подавляющем большинстве случаев отрицательными. Например, в обзорной статье Якобсена и Пегга сообщалось о попытке насыщения раствором криопротектора некоторых ор­ганов, таких, например, как почки, и последующего постепенно­го охлаждения их до температур -80 °С. Результат был негатив­ным для всех исследованных органов (Jakobsen, Pegg, 1984). При­чины неудач подобных экспериментов по применению традици­онных программ замораживания при работе с органами перечисляются в ряде обзорных статей (Pegg, 2001; 2006). Органы со­стоят из разных типов клеток, причем между этими разными ти­пами клеток имеются сложные межклеточные контакты. Каж­дый тип клеток имеет свои собственные криобиологические характеристики, и программа охлаждения, рассчитанная для одних клеток, может оказаться далеко не оптимальной по отношению к другим. Клеточные контакты особенно чувствительны и чаще всего необратимо разрушаются при применении традиционных программ заморозки. Самое же главное осложнение в примене­нии теории Мэйзура к органам, состоит в том, что их величина измеряется не микронами и даже не миллиметрами. То есть со­отношение поверхности и объема у этих органов очень далеко от оптимума. Напомним, что чем больше орган, тем меньше это соотношение поверхности и объема. Теория же Мэйзура хоро­шо "работает" лишь на объектах, имеющих радиус не более миллиметра.

Альтернативный подход к замораживанию биологических объектов получил название "витрификация". Теоретические ос­новы витрификации с использованием достаточно сложного ма­тематического аппарата разрабатывались еще в 1930-х годах Льюетом и его учениками и коллегами (Luyet, Hodapp, 1938). На некоторое время этот подход оказался на втором плане, засло­ненный успехами в создании криобанков эмбрионов и семени при помощи методов программного замораживания. Кроме того, ка­залось, что технически выполнить рекомендации Льюета было несколько сложнее, чем следовать рекомендациям теории Мэйзу­ра. Тем не менее, когда криобиологи столкнулись с проблемами, возникающими при криоконсервации органов, они вспомнили про Льюета и витрификацию. Витрификация была впервые ус­пешно применена для заморозки эмбрионов в 1980-е годы (Fahy et al., 2004). В настоящий момент метод считается перспективным не только для замораживания мелких биологических объектов, таких, как клеточные суспензии (Wusteman et al., 2003), спермато­зоиды (Isachenko et al., 2003) и эмбрионы (Kasai, Mukaida, 2004), но также для замораживания срезов органов и тканей (de Graaf, Koster, 2003; Pichugin et al., 2006) и даже для замораживания целых органов (Fahy et al., 2004; Pegg, 2006). Согласно теоретическим предсказаниям Льюета, витрификация позволяет вообще избе­жать образования кристаллов льда как внутриклеточных, так и внеклеточных. При соблюдении необходимых условий, главными из которых являются очень высокие концентрации криопротек-торов в среде и очень быстрое снижение температуры во время процесса замораживания, замораживаемый объект переходит в "стекловидное состояние", минуя фазу кристаллизации льда. С использованием витрификации недавно удалось успешно замо­розить почку кролика до температур -45 °С, причем после размо­раживания и трансплантации эта почка нормально функциониро­вала (Fahy et al., 2004). Конечно, это еще не криоконсервация, так как под этим термином обычно понимают хранение при темпера­туре жидкого азота, но прогресс в деле создания криобанков ор­ганов в последние годы безусловно наметился.

Особенно успешны эксперименты по замораживанию генера­тивных органов - семенников и яичников. Накапливается все больше экспериментальных и клинических данных о том, что ткань семенника или яичника вполне реально подвергать крио-консервации, и этот подход даже рекомендован как одна из ре­альных возможностей восстановления плодовитости у людей пе­ренесших химио- и лучевую терапию в связи с лечением рака в раннем возрасте (Hovatta, 2003). Относительно недавно родился первый ребёнок у такой пациентки, у которой до начала химиоте­рапии были удалены и подвергнуты криоконсервации яичники. После окончания курса лечения и полного выздоровления этой молодой женщине была проведена трансплантация её собствен­ной яичниковой ткани, взятой из криобанка, где кусочки её яич­никовой ткани сохранялись при температуре жидкого азота в те­чение ряда лет. Через некоторое время эта женщина смогла родить собственного ребенка, зачатого естественным путем (Donnez et al., 2004).

Не менее впечатляющи и данные, полученные в эксперимен­тах на животных. В работе Огонуги с соавторами (Ogunuki et al., 2006) сообщается, что удалось получить живое потомство от мертвых мышей. Тушки самцов мышей и выделенные из этих ту­шек репродуктивные органы хранились в холодильнике при -20 °С в течение 15 лет. Затем как из сохраненных органов, так и из тушек были выделены сперматозоиды и сперматиды. При­чем специальный тест показал, что эти сперматозоиды не толь­ко неподвижны, но специальные тесты подтвердили, что они "мертвы", хотя признаков деградации ДНК не было. После инъ­екции этих сперматозоидов в специально подготовленные ооци­ты (половые клетки самок), некоторые из них стали развиваться. Последующая трансплантациия полученных таким образом эмб­рионов привела к рождению потомства. Эта работа показывает, что не столь уж фантастичны проекты восстановления исчезнувших видов животных. Если животное, скажем мамонт или саблезубый тигр, сохранилось в вечной мерзлоте и в его семен­никах имеются мертвые сперматозоиды, у которых, однако, со­хранен геном, как в описанных выше экспериментах на мышах, то задача получить потомство от этого вымершего животного хоть и технически очень сложна, но все же представляется науч­но обоснованной даже при современном уровне развития техно­логий. Взятые от сохраненных в условиях вечной мерозлоты животных сперматозоиды могут быть инъецированы в ооциты ныне живущих родствеников этих вымерших видов и развивши­еся эмбрионы могут быть трансплантированы самкам-реципиен­там этих видов.

О том, что межвидовая трансплантация является интересным и перспективным научным направлением, мы уже писали как в научных (Amstislavsky et al., 20066, Амстиславский, 2006а), так и в научно-популярных журналах (Амстиславский, 20066). Более то­го, современные достижения в области репродуктивного клони­рования (Holt, 2004) показывают, что даже наличие репродуктив­ных клеток не является, строго говоря, обязательным условием для получения живого потомства от мертвых животных. Группа профессора Лоя из Италии продемонстрировала, что трансплан­тация ядер соматических клеток от мертвых животных способна привести к рождению живого потомства. Эта научная группа из Италии работает на паре близкородственных видов муфлон - до­машняя овца. Муфлон - это самостоятельный вид овец, который в дикой природе обитает на острове Сардиния в Средиземном мо­ре. Ядра были получены из кумулюсных клеток (которые не яв­ляются половыми клетками, хотя и находятся в яичниках) от муфлонов, найденных мертвыми на пастбище. Последующая трансплантация полученных таким образом эмбрионов овцам-реципиентам привела к рождению живых ягнят муфлона (Loi et al., 2001).

Другим перспективным подходом, о котором нельзя не упомя­нуть, является криоконсервация срезов органов (de Graaf, Koster, 2003). Недавно была опубликована работа Пичугина с соавтора­ми, в которой авторы продемонстрировали сохранение жизнеспособности клеток одного из отделов головного мозга крыс – гиппокампа – после замораживания (витрификации) и хранения при температуре жидкого азота срезов этого отдела мозга (Pichugin et al., 2006). Эта действительно интересная, на наш взгляд, работа была интерпретирована представителями фирмы "Алькор" как в некотором роде доказательство того, что и цели­ком весь мозг человека можно успешно подвергнуть криоконсер-вации (см. дискуссию к статье Lemler et al., 2004, где работа Пичу­гина с соавторами цитируется как "in press"). Однако толщина срезов гиппокампа в работе Пичугина с соавторами составляла всего 500 микрон. Не надо быть большим специалистом в крио­биологии, чтобы понять, что успешно заморозить такой срез не­сравненно легче, чем заморозить целый мозг. Кроме того, крите­рии оценки жизнеспособности, применяющиеся в экспериментах по криоконсервации органов и тканей, весьма субъективны и односторонни, что обсуждается в недавнем обзоре на эту тему (Pegg, 2006) и с чем мы, со своей стороны, вполне согласны. По мнению Пегга, большинство этих критериев не дает однозначно­го ответа на вопрос, является ли объект, перенесший криоконсервацию "живым" или же "мертвым". Это в полной мере можно от­нести и к цитируемой работе Пичугина с соавторами. Применяв­шийся в данной работе критерий жизнеспособности - способ­ность клеток, перенесших криоконсервацию, поддерживать вы­сокие концентрации внутриклеточного калия еще недостаточен, чтобы утверждать то, например, что нейронные процессы в этих срезах будут протекать точно так же, как и до заморозки. Тем не менее, эта работа является, на наш взгляд, несомненным дости­жением и показывает, что потенциал методов криобиологии еще далеко не исчерпан и следует ожидать интересных открытий и в будущем.


Вместо заключения


Большинство известных криобиологов скептически относят­ся к идеям крионики, а особенно к современным попыткам при­менения этих идей на практике. Одной из причин такого скепти­цизма является то, что возможность "оживления" крионавтов никогда не была подтверждена экспериментально. Другой причи­ной является то, что крионика использует те же "методы", что и криобиология. Для людей, которые не имеют специального меди­цинского или биологического образования, слова "криобиология" и "крионика" звучат почти одинаково и этим людям необходимо специально объяснять, что криобиология базируется на выве­ренных экспериментом фактах и строгом математическом аппа­рате, а крионика лишь использует методы криобиологии для достижения заманчивых целей "бессмертия", реальность осущест­вления которых никто не доказал.

Следует отметить, что кроме биологической с