Інститут проблем кріобіології та кріомедицини Національної академії наук України — єдиний у країні науковий заклад, який проводить фундаментальні дослідження впливу холоду на біологічні об’єкти й на цій основі здійснює прикладні розробки в галузі біотехнології, медицини, ветеринарії, сільського господарства, харчової та мікробіологічної промисловості.
Сьогодні інститут, очолюваний академіком НАНУ, членом Міжнародного товариства кріобіологів Валентином Іванович Грищенком, посідає одне з чільних місць у світі в галузі фундаментальної кріобіології та кріомедицини. Тут розроблено високоефективні технології кріоконсервації клітин, насіння, рослин, мікроорганізмів, різноманітних тканин та органів. Створено унікальний кріобанк, де біологічні об’єкти можуть зберігатися вічно. Ймовірно, саме цьому колективові дано втілити давню мрію людства — навчитися подовжувати життя людей з допомогою холоду? Або навіть допомогти їм здобути безсмертя?..
«Відморозки»
Фантастичну ідею заморожувати тіла мертвих людей заради подовження їхнього життя було реалізовано з «легкої руки» американського фізика Роберта Еттінгера. 1963 року у своїй книзі «Перспектива безсмертя» він писав: лише час відділяє сьогоднішніх невиліковно хворих чи мертвих від вилікування або оживлення в майбутньому, коли медицина навчиться це робити. Еттінгер запропонував консервувати таких людей з допомогою наднизьких температур. Ідея швидко оволоділа масами. Приємно було усвідомлювати, що ти маєш надію, тим більше що наукові та псевдонаукові публікації, фантастичні фільми й книжки цю надію постійно підігрівали.
Слід зазначити, що на виникнення й розвиток кріоніки у США вплинули наукові концепції російських учених, приміром Олександра Ярославського з Петербурга. Ще на початку минулого століття ці концепції об’єднувалися ідеями біокосмізму й головною своєю метою проголошували досягнення безсмертя у просторі й часі. Холодовий анабіоз вважався найперспективнішим методом досягнення цієї глобальної мети.
Надзвичайно вплинув на розвиток згаданих концепцій рух анархізму в Росії, зокрема праці Бакуніна та Кропоткіна. Вони розглядали біокосмізм як шлях максимального збільшення рівня свободи особи. Анархісти обгрунтовували необхідність абсолютної свободи в просторі — з допомогою міжпланетних подорожей для розселення людства в космосі й часі — шляхом досягнення фізичного безсмертя. Вони вважали залежність людини від природи однією з головних причин гноблення, а досягнення безсмертя — можливістю соціального визволення.
Саме ці наукові ідеї через півстоліття відродилися в багатій ринковій економіці США, але вже в новому соціальному варіанті. Через кілька років після книжки Еттінгера тут можна було нарахувати з десяток компаній, готових якісно заморозити тіло пацієнта (за 150 тисяч доларів) або його голову (за 110 тисяч) і зберігати їх до потрібного моменту скільки завгодно часу. Нині в спеціальних кріосклепах зберігаються близько двох сотень пацієнтів. Їхні тіла спочатку обробили за спеціальною технологією, а потім охолодили до мінус 196. Після цих процедур заморожений може зберігатися в такому вигляді, як запевняє реклама, вічно.
Ще кілька тисяч чоловіків і жінок — поки що живих та здорових — уклали своєрідний страховий договір із кріонічними фірмами на випадок можливого лиха чи невиліковної хвороби. Такі клієнти носять на руці спеціальні браслети з вигравіюваними координатами фірми й інструкціями, як діяти в разі їхньої раптової смерті.
Хочете укласти такий договір із котроюсь кріонічною компанією? Немає проблем! Звісно, якщо у вас є потрібна сума. Це можна зробити з будь-якої точки планети через Інтернет. Підказую: найреспектабельнішою з-поміж таких фірм вважається «Transtime», організована з ініціативи членів Американського кріонічного товариства 1972 року. Її перші клієнти, у тому числі учені-кріологи й мати того самого Роберта Еттінгера, почивають там у рідкому азоті вже чверть століття. Як підрахували фахівці «Transtime», розпад тканини, який відбувається в людському організмі за нормальної температури протягом секунди, при мінус 196 градусах триватиме аж 30 трильйонів років! Чи це не свідчить про доцільність звернення до таких фірм?
Що таке анабіоз?
— Ми також можемо заморозити людину за технологією «Transtime», — розповідає заступник директора з наукової роботи Інституту кріобіології та кріомедицини НАН України, професор Георгій Бабійчук. — Питання лише в тому, чи взагалі є сенс це робити?
— Чому ні?
— Давайте по черзі. Заморожування біологічних об’єктів до температури мінус 196 градусів за Цельсієм називається глибоким холодовим анабіозом. Це особливий стан організму в цілому, тканинних або клітинних живих систем, коли обмін речовин у них припиняється, зберігаються лише атомарні й молекулярні процеси. Але самої біологічної структури не пошкоджено, або пошкодження мають оборотний характер.
— Тобто життя просто завмирає?
— Так. Немає функціонування, але немає і смерті! Стан анабіозу може тривати як завгодно довго, але досить повернути об’єкт до нормальної температури, як усі його вихідні фізіологічні властивості відновлюються.
— А чи здатна людина самостійно зануритися в стан анабіозу, якщо вона потрапить в умови глибокого холоду?
— Ні. Ані зануритися в анабіоз, ані вийти з нього природним шляхом людина не може — наш генотип не передбачає адаптації до наднизьких температур. На жаль, існує універсальний принцип — чим вищий рівень організації живих систем, тим нижча їхня опірність екстремальним холодовим чинникам. А Homo Sapiens, як відомо, облаштувався аж на верхівці еволюційного дерева. Але теоретично, з допомогою кріотехнологій, його можна занурити в анабіоз штучно.
— На чому грунтується це припущення?
— Очевидно, анабіоз — елемент еволюції, бо тісно пов’язаний із такою важливою властивістю життя, як сталість. Можливо, він — властивість життя, що прихована від людини, але все-таки володіє потенційною можливістю оборотного призупинення активного життя. В такому разі тривалість індивідуального життя може містити періоди анабіозу й загалом становити тисячоліття. По суті, природна смерть як явище природи здається більш неприродною, ніж тимчасове припинення обміну речовин під час анабіозу. Вона більше суперечить сутності життя.
Рослини, гриби, мікроби, віруси...
Що ще вселяє в нас надію на чудову можливість регулювати з допомогою анабіозу тривалість свого життя? «Брати наші менші» — віруси, мікроби, одноклітинні рослини, — які можуть занурюватися в холод і повертатися з нього живими та здоровими. Щоправда, неоднакову кріостійкість мають навіть різні штами навіть одного й того самого мікроорганізму, навіть такі примітивно організовані об’єкти, як віруси.
Чому ж деякі представники флори і фауни виживають при низьких температурах? Виявляється, природа створила спеціальні хімічні сполуки, які захищають їх від шкідливого впливу холоду. До таких речовин належать гліцерин і вуглеводи, скажімо цукру та глюкози. Відомо, приміром, що в зимовий період у тканині личинок арктичних комах, які живуть на островах північного узбережжя Канади, нагромаджується гліцерин, чого не буває влітку. Природні хімічні сполуки, які захищають комах і риб від переохолодження, називаються біологічними антифризами. Завдяки їм не відбувається внутрішнє замерзання, і, отже, внутрішньоклітинні кристали льоду не руйнують тканин. Американські вчені з’ясували, що в жаб, здатних витримувати температури від мінус трьох до мінус восьми градусів, на час появи кристаликів льоду в кінцівках інтенсивно утворюється гліцерин або глюкоза.
Опірність мікроорганізмів впливові холоду можна підвищити з допомогою різноманітних хитрощів. Приміром, культивувати їх у середовищі певного складу, вибирати певні стадії розвитку, варіювати швидкість заморожування, використовувати кріопротектори та кріоконсерванти. З’ясувалося, що найстійкіші до холоду кокові форми мікроорганізмів і спори, — їх можна швидко заморозити, розморозити й одержати всі 100% у життєздатному стані. Складніше організовані клітини дріжджів виявилися великими мазунчиками. Щоб зберегти їх живими та здоровими після виходу з анабіозу, слід притримуватися особливого режиму — заморожувати повільно або в два етапи та ще в особливому багатокомпонентному середовищі.
Нині учені можуть перевести у стан глибокого холодового анабіозу практично всі одноклітинні об’єкти, за винятком найпростіших прісноводних. Після їх виходу зі стану глибокого холодового анабіозу навіть у життєздатних біологічних об’єктах також виникають пошкодження систем, які синтезують білки, але вони оборотні.
Заморожувати треба вміючи
Як читач уже зрозумів, кріогенне консервування біологічних об’єктів — не просто заморожування шляхом занурення в рідкий азот. Це складний і тонкий процес переведення їх з активного стану при нормальній температурі в пасивний стан холодового анабіозу. Складний тому, що необхідно нейтралізувати багато несприятливих чинників заморожування, як хімічних, так і фізико-хімічних, як усередині, так і поза клітиною. Головна небезпека — перетворення води, що міститься в біологічному об’єкті, на кристали льоду, які руйнують ніжні живі структури. Причому для кожного виду клітин є своя оптимальна програма швидкості охолодження та свої оптимальні кріопротектори, здатні забезпечити максимальну збереженість. І для кожного виду клітин їх потрібно добирати спеціально.
Окремий орган тварини чи людини заморозити ще складніше, ніж клітину або мікроорганізм. Як правило, це багатоклітинна, гетерогенна система зі своїми геометричними особливостями, масою та обсягом. Процес заморожування органів супроводжують значні температурні перепади, що перешкоджають швидкому поширенню холоду в тканинах. Відтак клітини опиняються в досить неоднакових умовах — поверхневі шари тканин можуть бути вже закристалізованими, а глибші — перебувати лише в стані переохолодження. До того ж орган, за своєю морфологічною будовою, не буває однорідним, відповідно під час його заморожування виникають проблеми з судинами, нервовими волокнами тощо.
Тому спроби екстраполювати принципи заморожування найпростіших і клітинних систем на органи неадекватні — утворюються набряки, виникає гіпоксія, руйнуються клітини. Щонайкраще, ці спроби можуть мати лише суто теоретичне значення. Очевидно, проблему низькотемпературної консервації органів вдасться розв’язати, ретельно відпрацювавши технології. Тобто розробку необхідних етапів і швидкостей охолодження, добір адекватних кріопротекторів, методів відігріву, ефективних засобів захисту від холодового пошкодження мембран, внутрішніх структур клітин і геному. Потрібні технології, що враховували б індивідуальні біологічні особливості як однорідних клітин, так і клітин, які мають різну морфологічну будову й виконують різну функцію в органі та в організмі.
Досі не існує способів ефективного заморожування й розморожування навіть окремого органа, не кажучи вже про людину в цілому. Такі найважливіші чинники, як збереження функції мозку й регуляторних систем організму, котрі забезпечують життя, взагалі не враховуються.
Люди чи кріотрупи?
Одна з кріонічних фірм вже заявила, що зробить 2050 року першу спробу розморожування свого клієнта. Це буде реанімація чи ексгумація? Що зберігається в кріосклепах США? Живі люди чи кріотрупи?
— Поза всяким сумнівом, у замороженої за сучасними технологіями людини виникли ушкодження, несумісні з життям, — каже Георгій Бабійчук. — У склепах з допомогою дорогих кріотехнологій зберігають кріотрупи. І наївно сподіватися, що навіть у далекому майбутньому стане можливою їх молекулярна репарація. Розв’язати проблему анабіозу людини в найближчі сто років нам навряд чи під силу. Звісно, у далекому майбутньому людство навчиться ширше використовувати наднизькі температури для потреб суспільства. Можливо, буде розроблено і способи заморожування на тривалий час та повернення до життя людей і тварин. Принаймні кріобіологи, зокрема вчені нашого інституту, докладають максимум зусиль до вирішення цього завдання.
А щодо заморожування окремо голови, точніше — мозку, наші експерименти довели: при температурі тіла плюс 18 за Цельсієм вже не вдасться записати енцефалограму. А при плюс чотирьох зникає електрична активність мозку, втрачаються функціональні зв’язки та взаємодія між структурами мозку, регуляторна функція. Із зниженням температури ці порушення мають необоротний характер. Протягом найближчого десятиліття ми не розраховуємо заморозити мозок таким чином, щоб після його відігрівання збереглися причинні асоціації (це — структурна основа пам’яті), що виникли в процесі еволюції і життя людини, а також усі процеси, які лежать в основі духовної особистості.
…Минуло понад 30 років після того, як заморозили першу людину — американського професора психології Джеймса Бедфора. Але зваблива мета — «помираючи, заснути, прокинутися через десятиліття і опинитися в новому світі» — так і не отримала переконливого наукового обгрунтування. Поки що це красиві гіпотези. Кріоніка не в змозі гарантувати своїм замерзлим клієнтам повернення до життя.
Імморталізм
Проте, як відомо, реальність — це одне, а мрія — зовсім інше. Є такий філософський напрямок — імморталізм. Він базується на природничо-науковому обгрунтуванні можливості подовження життя людей аж до досягнення безсмертя.
Зокрема, російський учений Сергій Соловйов спирається у своїх міркуваннях саме на досягнення кріобіології та кріомедицини. Особливі надії покладаються на розвиток нанотехнології. Можливо, з її допомогою вдасться репарирувати пошкоджені холодом молекулярні та клітинні структури організму, а простіше кажучи — відремонтувати зруйновані білки? Її адепти будують також різні моделі суспільства безсмертних людей. Тобто суспільства, де замість смерті пануватиме максимальна свобода в часі.
— Життя та смерть — два боки «однієї медалі», — розповідає Георгій Бабійчук. — Механізм смерті закладений уже в момент появи живого і протягом мільйонів років не зазнавав змін. Звісно, не можна відкидати ймовірності того, що на певному етапі еволюції функціональні системи організму зміняться, виникне нова біологічна організація, яка істотно подовжить тривалість життя. Але смерть усе одно залишатиметься його незмінним супутником.
Адже що таке старіння людини? Це обумовлене еволюцією специфічне розрегулювання систем, які забезпечують сталість внутрішнього середовища. Якщо хочете, це плата за складність — одноклітинні організми позбавлені внутрішніх причин смерті. А смерть — закономірний фінал існування організму, в якому відбулося критичне розрегулювання життєво важливих систем. Причому межі життя визначаються генетично й лежать у природі певного виду. Історія не знає фактів, коли пацюк або кішка жили б довше, ніж людина.
Причому етапи розвитку та старіння людей відповідають етапам їхнього статевого дозрівання, а репродуктивний період чітко фіксований генетично. Він не збільшується, коли подовжується загальна тривалість життя. За останнє сторіччя завдяки поліпшенню умов життя європейські жінки живуть у середньому років на двадцять довше за своїх бабусь, але час настання менопаузи не змінився. Тривалість репродуктивного періоду й неминучість смерті — природні біологічні константи.
Безперечно, людство ще боротиметься за досягнення свого запрограмованого генетично максимуму, тобто приблизно 150 років, і, швидше за все, його досягне. Але далі доведеться втручатися в саму програму життя. Кріотехнології, зокрема анабіоз, можуть наочно підтвердити, що активний вплив на механізми життя та смерті заради продовження життя все-таки можливий.
Є, щоправда, запитання — чи становитимуть бодай якусь цінність для майбутніх земних цивілізацій люди, заморожені в далекому минулому? Чи зможуть вони «вписатися» в інше життя?