Ükski tähtedevahelist reisimist käsitlev film pole täielik ilma sügava uneta. “Prometheus”, “Reisijad”, kõikjal näeme, kuidas peategelased ärkavad talveunetes kajutites, taasalustavad oma habrast füsioloogiat pikkade liikumatute fossiilide seisundist - sageli koos maomahlade purskega, see tähendab lihtsalt oksendamisega. See jõhker protsess näib olevat mõistlik. Lõppude lõpuks ei talu inimesed loomulikult talvituma. Kuid väike grupp teadlasi üritab loodusest üle saada ja panna inimene kunstlikku talvituma. Edu korral võivad nad vananemist edasi lükata, ravida eluohtlikke haigusi ja viia meid Marsile ja kaugemalegi.
Eelmisel nädalal kogunes New Orleansisse ekspertrühm, et uurida inimeste sukeldumise võimalust sünteetilisse või tehislikku talveunestusse. Teadlased õpivad loodusest, püüdes mõista tegureid, mis põhjustavad loomadel talvitumist ja ärkamist.
Talveune müsteerium
Mis võiks olla parem pikkadest elualadest ülesaamiseks peatses külmas ja toidupuuduses kui sügavasse teadvusse vajumine? Suurem osa loomailmast läheb talveunne: karud, oravad, siilid. Isegi meie primaatide onupojad, rasvapärane leemur, langevad oma ainevahetuse kiirusele, kui toiduvarud kahanevad.
Kuidas on lood meiega? Kuigi me kahjuks ei talveune, viitavad mõned "imed" sellele, et metaboolne sügavkülmutamine võib aidata meie kahjustatud kehasid tulevikus säilitada.
Radioloog Anna Bagenholm kukkus 1999. aastal Norras suusatades läbi jää. Päästmise ajaks oli ta olnud jää all juba üle 80 minuti. Kõigi väidete kohaselt oli ta kliiniliselt surnud - ei hingetõmmet ega pulssi. Tema kehatemperatuur langes enneolematu 13,7 kraadini.
Kui arstid tema verd järk-järgult kuumutasid, paranes tema keha aeglaselt. Järgmisel päeval taaskäivitati süda. Kaksteist päeva hiljem avas ta oma silmad. Ta paranes lõpuks täielikult.
Reklaamvideo:
Bagenholmi juhtum on vaid üks vihje, et inimestel on võime taastuda tõsiselt depressiivsetest metaboolsetest seisunditest. Aastad on arstid kasutanud terapeutilist hüpotermiat, alandades kehatemperatuuri mitme kraadi võrra mitme päeva jooksul, et aidata patsientidel toime tulla ajukahjustuse või hilinenud epilepsiaga.
Kiire jahutamine aitab säilitada verevarustusest katkestatud kudesid, mistõttu vajavad nad toimimiseks vähem hapnikku. Hiinas hoidsid katsed inimesi külmutatuna kuni kaks nädalat.
Terapeutilise hüpotermia lubadus on nii suur, et 2014. aastal tegi NASA partneriks Atlanta-põhise SpaceWorksi ja tegi eelmakseid kosmosereisi hibernaatori jaoks missiooniks Marsile.
Ehkki kosmosereisid kestavad vaid mõni kuu, võib astronautide mitteaktiivsesse olekusse panemine drastiliselt vähendada vajamineva toidu hulka ja elupaika. Uinumine võib ära hoida ka madala raskusastmega tõsiseid kõrvaltoimeid, näiteks tserebrospinaalvedeliku voolu muutusi, mis võivad nägemist negatiivselt mõjutada. Lihase otsene stimuleerimine võib tänu talveunest hälli abil vältida lihaste kadu nulljõu korral ja sügav teadvuseta seisund võib potentsiaalselt minimeerida psühholoogilisi probleeme, nagu igavus ja üksindus.
Projekt on jõudnud rahastamise teise etappi, kuid selle jaoks on veel palju küsimusi. Üks neist on seotud asjaoluga, et pikaajaline hüpotermia avaldab tervisele kohutavat mõju: võivad ilmneda verehüübed, verejooks, infektsioon, maksapuudulikkus. Keerukate meditsiiniseadmeteta kosmoselaeval võivad need tüsistused lõppeda surmaga.
Teine probleem on see, et me ei saa täielikult aru, mis juhtub loomaga talvitumisel. Seda üritas New Orleansi konverents lahendada.
Bioloogiline inspiratsioon
Wisconsini ülikooli dr Hannah Carey leiab, et inimeste talvitumise võimalust tuleks otsida mitte meditsiinis, vaid looduses.
Carey uurib maa-orava, väikese kõigesööja närilise, kes rändab Põhja-Ameerika preeriaid, talvitumisharjumusi. Septembri lõpust maini talvitub maa-orav maa-alustel urgudel, elades üle karmid talved.
Üks Carey tehtud uudishimulikest tähelepanekutest on see, et madal ainevahetuse kiirus ei kesta kogu talve. Perioodiliselt magavad loomad väljuvad poole päeva jooksul oma piinadest, tõstes kehatemperatuuri normaalsele tasemele. Kuid loomad ei söö ega joo endiselt neil perioodidel.
Neuroteadlased on juba pikka aega püüdnud koostada põhjalikku loetelu une eelistest. Näiteks näitavad uuringud, et uni aitab aju puhastada lümfisüsteemi mürgiseid jäätmeid ja võimaldab aju sünapsil taaskäivitada. Kui talveune viib iseenesest unepuuduseni, siis kas perioodiline magamine aitab sellest abi?
Me ei tea veel. Kuid Carey usub, et loomuuringute tulemused näitavad, et inimeste talvitumise otsimisel annab looduslike hibernaatorite bioloogia uurimine rohkem tulemusi kui hüpotermia, see tähendab hüpotermia põhjal meditsiinipraktikate rakendamine.
Kunstlik uni
Kui Carey ja Vyazovsky uurivad, kuidas talveune aitab loomadel tervena püsida, siis Itaalia Matšeo Serri Itaalia Bologna ülikoolist asus pisut teistsugusele teele: kuidas kunstlikult esile kutsuda tuimus loomi, kes ei talvitu?
Vastus võib peituda väikeses neuronite rühmas raphe palliduse ajupiirkonnas. Kuna ainevahetus aeglustub talveune ajal järsult, käivitavad selle protsessi tõenäoliselt hormonaalsed ja aju mehhanismid.
Tema teadlaste meeskond oli 2013. aastal üks esimesi, kes pani rotid talvituma. Tavaliselt ei maga need loomad talvel. Neuronaalse aktiivsuse pärssimiseks süstiti neid kemikaaliga raphe pallidusse. Need neuronid osalevad tavaliselt "termoregulatoorses kaitses külma eest", väidab Serry, see tähendab, et nad kutsuvad esile bioloogilisi reaktsioone, mis tasakaalustavad kehatemperatuuri langust.
Seejärel paigutati rotid pimedasse külma ruumi ja neile toideti kõrge rasvasisaldusega dieeti, mis teadaolevalt vähendab ainevahetuse kiirust.
Kaitse neuronite väljalülitamine kuueks tunniks tõi kaasa rottide aju temperatuuri järsu languse. Ka nende pulss ja vererõhk aeglustusid ja langesid. Lõpuks hakkas ajulainete muster sarnanema loodusliku talveune oleku loomade mustriga.
Kõige huvitavam oli see, et kui teadlased "ravi" lõpetasid, rotid toibusid - juba järgmisel päeval ei ilmnenud neil mingeid märke ebanormaalsest käitumisest.
Varasemad katsed kutsuda esile talvitumata loomadel, kes ei talvitunud, on ebaõnnestunud, kuid see uuring näitas, et raphe pallidus olevate neuronite pärssimine on torpoorilaadse oleku esilekutsumiseks hädavajalik.
Kui neid tulemusi kinnitab suuremate imetajate näide, on mõttekas liikuda edasi inimeste talvitumiseni. Serri ja teised töötavad selle nimel, et täiendavalt analüüsida aju kontrolli tuimuse üle ja kuidas seda häkkida, et aju talvituma panna.
Mis järgmiseks?
Inimese sukeldamine talveunerežiimi, talveunerežiimi, peatatud animatsiooni - nimetage seda, mida soovite - on reaalsusest endiselt kaugel. Kuid uuringutulemused näitavad järk-järgult molekulaarseid ja neuronaalseid tegureid, mis teoreetiliselt võiksid meile pakkuda sügavat külmumist.
Ilja Khel
