Анабиоз, вызванный нехваткой кислорода, защищает от смертельного переохлаждения

Исследование лаборатории клеточного биолога Марка Б. Рота из Онкологического исследовательского центра Фреда Хатчинсона объясняет, как некоторые организмы, включая людей, могут выжить после клинической смерти от переохлаждения.

В работе, опубликованной в журнале Molecular Biology of the Cell, показано, что два различных модельных организма — дрожжи и нематоды (круглые черви) — могут пережить потенциально летальный холод (гипотермию), если сначала ввести их в состояние обратимого анабиоза с помощью аноксии (экстремального лишения кислорода).

Результаты эксперимента

• В нормальных условиях: после 24 часов при температуре чуть выше нуля погибает 99% организмов.
• После введения в анабиоз: в состоянии аноксии выживаемость после такого же переохлаждения составила 66% для дрожжей и 97% для эмбрионов нематод.
• После восстановления нормальных условий (нагрева и подачи кислорода) организмы возвращались к жизни и проживали нормальную продолжительность жизни.

Механизм защиты

Анабиоз предотвращает каскад событий, ведущих к биологической нестабильности и смерти. Например, он сохраняет целостность контроля клеточного цикла, не позволяя клеткам делиться с ошибками. Цикл обратимо останавливается и возобновляется в норме после реанимации.

«Мы выяснили, что расширение пределов выживания на холоде возможно, если сначала уменьшить потребление кислорода... Это предполагает, что органы для трансплантации могут храниться дольше вне тела, если перед охлаждением снизить их потребление кислорода», — пояснил Марк Рот.

Практические перспективы

Понимание симбиотической связи между низким кислородом и низкой температурой может привести к улучшению методов продления срока хранения донорских органов. Исследования Рота в целом направлены на поиск способов временного снижения метаболизма, чтобы «выиграть время» для пациентов в критическом состоянии (например, после инфаркта или кровопотери), снизив их потребность в кислороде до оказания медицинской помощи.

Связь с реальными случаями

Идея исследования возникла из задокументированных случаев полного восстановления людей после кажущейся смерти от замерзания (например, канадского ребёнка с температурой тела 16°C и остановкой сердца на 2 часа или японского альпиниста, найденного через 23 дня с температурой 22°C). Работа на модельных организмах предполагает, что их защищал предшествующий холоду механизм снижения потребления кислорода.