На грани жизни Денков Веселин А.

Возможны ли «химические» анабиоз и гибернация?

В последние десятилетия современная медицинская наука все чаще использует патент природы - анабиоз - при консервировании различных тканей и органов, т. е. «запасных частей», для хирургического «ремонта» путем замены поврежденных или изношенных тканей и органов человека. Однако до недавнего времени среди ученых было распространено убеждение, что только холод в состоянии обеспечить консервирование тканей и органов путем перевода в анабиотическое состояние.

В 1962 г. французский ученый Луи Рей высказал мнение, что «некоторые химические вещества способны эффективно сохранять различные ткани теплокровных животных (как взрослых особей, так и их зародышей), и можно надеяться на то, что будут найдены подходящие условия, при которых консервация жизни станет реальностью».

Несколько позже ученые из лаборатории по пересадке органов Академии медицинских наук СССР под руководством академика В. В. Кованова решили изучить возможность добиться анабиотического эффекта с помощью химических средств. Для этой цели исследователи избрали совсем необычное для консервации живых тканей вещество, являющееся ядом для клеток, - формалин. Этот метод предложили советские ученые В. Парфентов, В. Розвадовский и В. Дмитриенко. Опыты по достижению химического анабиоза с помощью формалина были встречены весьма скептически многими исследователями-медиками. Ученым, однако, удалось доказать, что формалин в слабой концентрации способен обратимо приостановить процессы жизнедеятельности в некоторых органах и тканях. Этот метод оказался сравнительно дешевым, не требующим сложной аппаратуры и вместе с тем достаточно универсальным. Многочисленные опыты с костной тканью показали, что кости, обработанные формалином, долго не теряют жизнеспособности. Эксперименты, проведенные ботаниками и микробиологами, подтвердили эти данные. Они показали, что незрелые клубни картофеля, сохранявшиеся в формалине в течение 3 лет, после их посадки в землю начинали расти, развиваться и плодоносить.

Подтверждением этого открытия могут служить осуществленные в Советской стране тысячи успешных костно-пластических операций и сотни пересадок тканей подопытным животным. А советский химик В. Войно-Ясенецкий успешно трансплантировал и роговицу глаза, обработанную формалином. Она хорошо прижилась и сохранила свою прозрачность.

Но каким образом советским ученым удалось сохранить жизнеспособность тканей и органов, применяя такой сильный клеточный яд? Не противоречит ли это общеизвестным фактам? Почему «оживала» обработанная формалином ткань?

Применение формалина было возможным в связи с обратимостью его химического действия. Другими словами, при определенных условиях формалин вступает в связь с белками, но эта связь в нужный момент легко разрушается. Вот почему после удаления формалина восстанавливаются практически все свойства, живой ткани. Оказалось, что растворы формалина не изменяют структуры клеток и физико-химические свойства кости. Кроме того, обработанная формалином кость стимулирует образование новой костной ткани из окружающих ее тканей, создает молодую костную ткань, и та надежно срастается с костями. Этот метод уже внедрен в клиническую практику в СССР. Так, например, в марте 1968 г. в Институт нейрохирургии им. Бурденко поступила больная, у которой в теменной области черепа обнаружили дефект площадью 40 мм2. Больной была пересажена кость, сохранявшаяся в формалине, и через месяц ее выписали. Периодические осмотры показали, что пересаженная кость нормально приросла. В этом институте успешно проведено уже более 400 подобных операций. На кафедре травматологии и ортопедии при 1-м Московском медицинском институте для пластических операций на позвоночнике используют кости, сохранявшиеся в формалине. Первую такую операцию сделали в мае 1968 г., после чего здоровье больного полностью восстановилось. В Московском институте туберкулеза уже лечат туберкулез позвоночника, пересаживая сохраняющиеся в формалине костные ткани. Так, например, у больной женщины, у которой оказались поражены 5 грудных позвонков и уже появились первые признаки искривления позвоночника, врачи удалили все пораженные позвонки и заменили их костями, предварительно обработанными в формалине. Через 6 месяцев больная встала на ноги, а через полтора года исчезли все признаки болезни. Пересаженные кости нормально выполняли функции удаленных позвонков, а от искривления позвоночника у женщины не осталось и следа.

Осталось проверить: не служит ли кость донора только мертвым механическим каркасом, вокруг которого организм восстанавливает свою собственную ткань? Решить этот вопрос можно было только при полном оживлении активного, жизненно важного органа. Начались эксперименты с сердцем. Результаты показали, что обработанное формалином сердце не реагирует на сильные удары электрического тока (напряжение до 500 В), но при удалении консервирующего раствора (формалина) сердце начинало пульсировать даже в результате слабых электрических импульсов (2,5–3 В), как будто его только что извлекли из организма. Сердце, пересаженное подопытному животному после 6 ч пребывания в формалине, через несколько минут начало пульсировать. Советские ученые многократно повторяли свои опыты, и сердце неизменно оживало. В обычных условиях уже через 2 ч после остановки кровообращения в мышце сердца наступают необратимые изменения, при которых заставить такое сердце снова пульсировать невозможно.

В чем сущность защитного воздействия формальдегида на живые клетки тканей?

Обмен веществ, как известно, является основой жизнедеятельности любой ткани. С другой стороны, никакой обмен веществ не мог бы осуществляться без ферментов - своеобразных белковых катализаторов, ускорителей, находящихся в клетках. И как раз формальдегид оказался универсальным блокирующим средством для ферментативных процессов, не вызывающим разрушение ферментов. Свойства формальдегида открыты еще в 1859 г., но его применение в медицине началось только в 80-е годы прошлого века, когда его 40 %-ный водный раствор стали использовать для дезинфекции, консервирования анатомических препаратов, приготовления сывороток и вакцин. В 1932 г. английский исследователь Э. Пирс изучал взаимодействие формалина с белковыми веществами и выявил «многообразие и сложность этих реакций». В I960 г. тот же исследователь снова вернулся к этой проблеме и установил, что активность ферментов под влиянием формалина исчезает не сразу, а постепенно. В 1938 г. советский профессор Б. Н. Тарусов установил, что нервная и мышечная ткани после обработки их формалином в течение определенного времени сохраняют электрический потенциал. В 1949 г. советский микробиолог Н. И. Леонов высказал мнение, что формалиновые вакцины (приготовленные с помощью формалина) в ряде случаев оказываются не «убитыми», а «живыми». Вирусы и микробы в них не могли размножаться. Был поставлен вопрос о способности микроорганизмов при некоторых условиях жить в растворе формалина.

В результате продолжительных опытов исследователям из лаборатории по пересадке органов и тканей Академии медицинских наук СССР удалось доказать, что формальдегид присутствует во всех жизненно важных органах как промежуточный продукт при реакциях обмена веществ. Превышение его содержания в 4–5 раз по сравнению с нормой приводит к затормаживанию процессов обмена в тканях. Следовательно, путем изменения концентрации формалина можно регулировать интенсивность обмена веществ, можно «выключить» на короткий промежуток времени жизнь органа, т. е. блокировать протекающие в нем процессы, а потом снова их восстановить. Под руководством академика В. В. Кованова проводились опыты по сохранению в формалине и последующей пересадке жизненно важных органов, таких, как почки, сердце, мозг. Сложность проблемы состояла в том, чтобы выбрать точный метод введения формальдегида, чье влияние на отдельные органы следовало изучить непосредственно на живом организме. Для этой цели подопытным животным через вену с определенной скоростью вводили формальдегид в разных концентрациях. Наступило постепенное торможение сократительной функции сердца и биоэлектрической активности сердца и мозга. Полученные биохимические данные свидетельствовали о том, что процессы обмена в органах отсутствовали. Казалось, что они умерли.

Следующая задача состояла в том, чтобы оживить органы. Оказалось, что это вполне реально: после подключения их к току крови почки начали выделять мочу, сердце стало пульсировать в обычном для него ритме, а в мозге появилась электрическая активность, что доказывало обратимость воздействия формальдегида на жизненно важные органы. Те же ученые обнаружили и другие химические вещества, например, ацетальдегид, проционовый и глутаревый альдегиды, которые оказывали подобное воздействие на жизнеспособность жизненно важных органов. Различие состояло только в концентрации раствора и продолжительности воздействия. Обратимость блокирования альдегидами жизнедеятельности биологических объектов доказана советскими учеными на уровне отдельных органов, клеток и молекул. Это явление названо химическим анабиозом.

Таким образом, анабиоз, вызванный глубоким охлаждением, - старое природное средство сохранения органов и тканей, известное уже в начале нашего века, - нашел достойного конкурента.

Значение химического анабиоза состоит в том, что он дает теоретическую основу для использования широкого спектра научных исследований и практических разработок в различных отраслях науки - биологии, медицине, генетике, ветеринарии, агрономии, космической биологии и медицине. Так, например, в Грузинской ССР хирурги Сухумского института патологии и терапии разработали метод консервирования позвонков в меде. В этих условиях физиологические свойства костной ткани сохранялись месяцами. При пересадке такого позвонка в крестцовую область поясницы обезьяны павиана он полностью прижился, и животное стало снова подвижным, как до операции.

Если вдуматься в перспективу этой проблемы, то использование химического анабиоза даст возможность сохранять в течение продолжительного времени (месяцы, годы) различные ткани и органы, необходимые для неотложной трансплантации. Таким образом, можно будет создать обширный «склад» тканей и органов, которые смогут обеспечить спасение жизни тысячам людей.

Выяснив, что искусственно вызвать химический анабиоз отдельных тканей и органов возможно, ученые начали задумываться над вопросом: нельзя ли добиться полной искусственной химической гибернации у животных и человека. Так, в экспериментальных условиях в Голландии был разработан новый химический метод консервирования живой морской рыбы, которую помещали в сосуд, наполненный раствором спирта. Рыба мгновенно впадала в состояние гибернации. Для ее оживления потребовалось лишь перенести ее в сосуд с морской водой. Этот метод особенно удобен при транспортировке живой рыбы на большие расстояния, так как было установлено, что рыба в этом состоянии расходует в 118 раз меньше кислорода, чем бодрствующая.

В различных лабораториях многих стран начали проводить эксперименты в поисках химических методов, которые приводили бы животное в состояние, аналогичное тому, в каком оно находится, впадая в зимнюю спячку. Оказалось, что это возможно, если сочетать блокаду нейроэндокринной системы с понижением температуры тела, которое наступает в результате физического охлаждения, осуществленного с помощью блокирования терморегуляции. Организм в состоянии искусственной гибернации становится значительно более устойчивым к различным видам травм и кислородной недостаточности, что быстро нашло применение в медицине для обезболивания при сложных хирургических операциях.

Метод искусственной гибернации человека был предложен французскими учеными А. Лабори и П. Югенером в 1950 г. и получил в настоящее время широкое распространение. Этот метод находит применение при операциях в тех случаях, когда больные не переносят обычных видов обезболивания.

При искусственной гибернации в организм вводят химические вещества в различных комбинациях. Блокирование нейроэндокринной системы, в частности терморегуляции, наступает благодаря введению в организм смеси химических веществ, оказывающих соответствующее действие. В состав таких смесей входят различные фармацевтические препараты.

Блокирование нейроэндокринной системы приводит к процессу торможения в коре головного мозга, который легко можно усилить с помощью небольших доз наркотических средств.

Искусственная гибернация применяется при сложных операциях, приводящих к резко выраженным нарушениям обмена веществ у истощенных больных. Используется она и в хирургии сердца, при операциях на «сухом», выключенном из кровообращения сердце, что значительно продлевает возможность оперативного вмешательства.

В теплокровном организме, находящемся в состоянии искусственной гибернации, температура достигает 33–30 °C. В результате блокирования нейроэндокринной системы и понижения температуры тела обмен веществ тоже ослабевает. Вследствие этого сокращается потребность организма в кислороде, уменьшается частота дыхания и амплитуда дыхательных движений, так как падает минутный объем вентиляции легких, пульс замедляется, понижается артериальное давление. Больные впадают в состояние глубокого сна, который не нарушается во время хирургического вмешательства.

В медицине химическая гибернация уже находит применение в хирургии, онкологии, оториноларингологии, нейрохирургии, стоматологии, фтизиатрии, травматологии, ортопедии, военно-полевой хирургии в целях блокирования процессов обмена веществ при различных сложных хирургических вмешательствах.

Медики мечтают о возможности при несчастных случаях, когда пострадавший находится в критическом состоянии, тотчас перевести его в состояние гибернации, доставив в специализированное медицинское учреждение. Именно в такой момент введение соответствующего препарата может дать желанную отсрочку. Всего лишь один укол шприца - и жизнь пострадавшего будет на некоторое время выключена. Врачи смогут приступить к лечению через несколько часов или дней, когда клиническая картина травмы останется такой же, что и в первые минуты после катастрофы.

Впрочем, если врачам удастся разработать упрощенные эффективные методы, чтобы вызывать искусственную химическую гибернацию организма с помощью химических средств, вероятно, можно будет лечить и многие другие болезни.

Из книги Здоровье Вашей собаки автора Баранов Анатолий

Химические ожоги Химические ожоги глаз отмечаются в результате воздействия на ткань глаза различных химических веществ: кислот, щелочей, лекарственных препаратов, по ошибке введенных в конъюнктивальный мешок, и др.Доврачебная помощь при ожоге кислотами; открыть веки,

Из книги Болезни собак (незаразные) автора Панышева Лидия Васильевна

Приложение I. Морфологические и физико-химические свойства крови Л. Г. Уткин Таблица 1. Содержание гемоглобина в крови у собак (Примечание. В работе Ряжкина Г. А. дается суженная норма)Таблица 2. Количество эритроцитов в 1 мм3 крови (в млн. шт.) (Примечание. В работе Ряжкина Г. А.

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1 [Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина] автора

Из книги Сфинксы XX века автора Петров Рэм Викторович

Из книги Новейшая книга фактов. Том 1. Астрономия и астрофизика. География и другие науки о Земле. Биология и медицина автора Кондрашов Анатолий Павлович

Химические воздействия Не будет преувеличением исчислять историю химиотерапии тысячелетиями. С тех пор как люди осознали разницу между здоровьем и болезнью, они ищут вещества, обладающие целебными свойствами. Они ищут лекарства. Эта история прошла через большие

Из книги Распространненость жизни и уникальность разума? автора Мосевицкий Марк Исаакович

Как образовались химические элементы? Большой взрыв создал только два химических элемента – водород и гелий (и небольшие количества дейтерия и лития). Все остальные элементы, заполняющие таблицу Менделеева, появились только после возникновения звезд. В их недрах в ходе

Из книги По следам минувшего автора Яковлева Ирина Николаевна

Что такое анабиоз? Анабиозом называют состояние организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ и др.) временно прекращены или настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни. Анабиоз наблюдается при резком ухудшении некоторых условий

Из книги На грани жизни автора Денков Веселин А.

4.1. Палеонтологические и физико-химические данные о времени появления на Земле клеточных форм жизни Возраст самых древних минералов на Земле 3800–3900 миллионов лет. К ним относятся уже образовавшиеся к тому времени в морях и океанах осадочные породы, а также более древние

Из книги Энергия жизни [От искры до фотосинтеза] автора Азимов Айзек

Глава XIV ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ С концом предыдущей главы кончилось и наше путешествие в глубины прошлого. Но жизнь не стоит на месте. Наше сегодня станет завтра нашим прошлым, через 10–20 лет - историческим прошлым, а через 10–20 тысяч лет и палеонтологическим.В известном

Из книги автора

Что означают термины анабиоз, гипобиоз, диапауза, покой, гипотермия, гибернация, эстивация, летаргия, криобиология и криомедицина? В своем эволюционном развитии многие растительные и животные организмы приобрели своеобразные механизмы приспособления, чтобы иметь

Из книги автора

Анабиоз и зимний покой в мире микроорганизмов и в мире растений В природе анабиоз не является патентом только животных организмов. Он широко представлен и среди микроорганизмов из царства Prokaryotae, к которым относятся все виды бактерий и синезеленых водорослей. Анабиоз

Из книги автора

Где находят применение анабиоз и зимняя спячка - эти патенты природы? Можно ли сохранять «запасные части» для нормальной жизнедеятельности? В последние десятилетия в хирургической практике все чаще стали применять (различные виды трансплантации (пересадок) для замены

Из книги автора

Анабиоз в прикладной микробиологии, вирусологии и энтомологии Изучение анабиоза у бактерий и вирусов, как выяснилось, имеет огромное значение для теоретических и практических основ решения вопроса продолжительного сохранения свойств микроорганизмов и живых микробных

Из книги автора

Могут ли йоги впадать в анабиоз? Известно, что йогизм - одно из самых древних культурных наследий Индии - возник в IV–II вв. до н. э. Упоминания о нем встречаются в древних веддах (молитвенниках и книгах песнопений ранних индоарийцев). Все формы йоги и его учения ставят себе

Из книги автора

Глава 8. ТЕПЛО И ХИМИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ Способа напрямую измерить химическую энергию не существует, но тепловую энергию измерить несложно. Предположим, что некоторую реакцию проводят в замкнутой камере, запуская ее, скажем, через электрический провод. Со всех сторон камера

Хоть компьютеры и стали неотъемлемой частью жизни людей, многие термины до сих пор остаются для большого количества пользователей неизвестными. Например, мало кто знает, что представляет собой гибернация и как правильно использовать эту функцию.

Что такое гибернация?

С английского это слово переводится, как «зимняя спячка» и оно вполне подходит для гибернации, поскольку она представляет собой особый режим для сбережения энергии компьютера. При его использовании содержимое оперативной памяти сначала записывается на жесткий диск и только потом ПК отключается. Когда техника будет включена снова, то сохраненные данные загрузятся в систему и можно будет продолжать работу с того же места. Гибернация – это режим, который помогает экономить энергию и сохранять мощность.

Что такое гибернация компьютера?

Чтобы ответить на этот вопрос, нужно не только понимать значение термина, но и вникнуть в его специфику. Когда ПК переходит в гибернацию, то задействуется в работе часть жесткого диска, которая приблизительно равно объему оперативки. Это важно учитывать при планировании работы, чтобы зарезервировать свободное место на винчестере. Когда производится гибернация компьютера, данные записываются в специальный файл с названием «hiberfil.sys».

Зачем нужна гибернация?

Представленный режим пригодится, если ПК не будет использоваться длительное время, но при этом впоследствии нужно будет вернуть текущий сеанс. Включение гибернации экономит больше энергии или заряд батареи. Стоит отметить, что некоторые компьютеры после восстановления начинают работать некорректно, например, зависают программы, поэтому, если техника не будет использоваться некоторое время, то лучше ее отключить совсем.

Вредна ли гибернация для компьютера?

Режим энергосбережения имеет свои преимущества и недостатки, которые непременно стоит учитывать. К положительным сторонам относят сниженное время выключения ПК и восстановление его работы. Еще один плюс – запуск используемых приложений с сохранением текущего состояния. Режим энергосбережения поможет сохранить информацию в случае неожиданно разрядившейся батареи. Чтобы понять, опасна ли гибернация, следует рассмотреть и существующие минусы:

  1. Поскольку на жестком диске создается файл, то это приводит к потере части дискового пространства.
  2. При задействовании большого количества , компьютер может загружаться немного дольше.
  3. Некоторые программы, особенно старые, не поддерживают такой режим, поэтому после восстановления работы они могут некорректно работать.

Сон и гибернация – отличия

Многие люди путают представленные режимы, считая их одним и тем же, но это не так. Сон можно сравнить с функцией «Пауза». При его активации все действия будут приостановлены, а техника начнет потреблять меньше энергии. Чтобы из него выйти, просто нажмите на любую кнопку. В случае гибернации файлы сохраняются, и компьютер отключается, поэтому и электроэнергия практически не используется. Выбирая сон или гибернация, следует ориентироваться на время, в течение которого ПК не будет использоваться.

Есть еще «Гибридный режим», который сочетает в себе возможности обоих вышерассмотренных вариантов для стационарных ПК (desktop). При его активации документы и активные приложения переходят, как в память, так и на жесткий диск. Техника при этом начинает потреблять меньше энергии. Им рекомендуется пользоваться, если произошло внезапное отключение электроэнергии. «Гибридный сон» принято считать самым практичным и безопасным видом сна для работы с ПК.


Что лучше гибернация или сон?

Чтобы не заставлять компьютер выполнять ненужные действия, важно правильно использовать указанные режимы. Гибернация и сон – разные функции и выбор в пользу одного из делают, ориентируясь на то, на какое время планируется отходить от ПК. Если человек перестает пользоваться техникой в течение небольшого промежутка времени, тогда используйте сон, поскольку вернувшись можно быстро приступить к работе. Выясняя гибернация – что это, отметим, что чаще ее используют для ноутбуков, поскольку она помогает сохранить информацию при разреженной батарее или пропавшем электричестве.

Как включить гибернацию?

Впервые режим энергосбережения можно было встретить в Windows XP, где его называли спящим. Использовали его небольшое количество пользователей, а настройка крайне проста. Зайдите в «Панель управления», выберите там пункт «Электропитание» и активируйте «Спящий режим». Использовать режим гибернации можно будет в окне выключения ПК, для чего зажмите Shift и тогда «Ждущий режим» превратится в «Спящий». С развитием нового ОС он был переименован и наделен разными дополнительными настройками.

Еще один важный пункт, который нужно освоить в теме, касающейся того гибернация – что же это такое, описывает, как настроить функцию в Windows 7. В том же пункте «Электропитание» необходимо открыть окно, которое называется «Изменить дополнительные параметры электропитания». В подразделе «Сон» находится нужная функция. После этого параметр появится в меню выключения ПК. В Windows 8 режим энергосбережения отключен по умолчанию, и настроить его можно, по схеме, описанной выше.


Гибернация – как выйти из этого режима?

Есть несколько способов, которые используют для того, чтобы вернуться к нормальной работе. Для начала попробуйте активизировать ПК любым способом, например, нажав кнопку на клавиатуре или подвигав мышкой. Еще помогает нажатие клавиши для возврата к предыдущему состоянию – Escape. Отключение гибернации можно произвести, нажав сочетание клавиш Ctrl + Alt + Delete, что вызовет окно, где нужно выбрать опцию «Перезагрузка компьютера», что поможет вернуть систему к рабочему состоянию.

Можно использовать клавишу Power, но для нее должно быть предварительно назначено соответствующее действие. Чтобы понять, гибернация – что это и как из нее выйти, следует рассмотреть еще один вариант, подразумевающий нажатие кнопки оперативной перезагрузки – Reset. Можно не переживать за открытые файлы, поскольку они сохранились в специальной папке. Если ни один из способов не помог, тогда необходимо отключить питание от , для этого нажмите на переключатель возле вентилятора блока питания. Через пару секунд технику можно включить.

Проблемы с гибернацией

Многие пользователи пытаются полностью отказаться от использования такого режима энергосбережения, поскольку он часто становится причиной многих проблем. Есть люди, которые жалуются на то, что гибернация на компьютере просто не работает, не сохраняет файлы, пропадает папка и так далее. Все проблемы вполне решаемы, главное, знать некоторые нюансы.

Не работает режим гибернации

В большинстве случаев причина подобной проблемы вполне банальна и заключается она в том, что запущена программа, которая запрещает переход. К ним относят разные сетевые приложения, которые имеют функцию «Запретить спящий режим во время работы». Иногда компьютер не уходит в гибернацию из-за зависших приложений или из-за файловых программ, которые находятся в состоянии выполнения каких-то операций. Если отсутствует команда в меню выхода, тогда это может быть вызвано такими причинами:

  1. Видеоадаптер не поддерживает режим энергосбережения. Чтобы исправить ситуацию, скачайте последнюю версию драйверов.
  2. Параметр может быть отключен администратором. Для того чтобы добавить команду, зайдите в папку «Электропитание» и произведите изменения в подпункте «Настройки перехода в спящий режим».
  3. Отключение может быть в BIOS. Для каждого компьютера своя схема исправления ситуации и найти ее можно в инструкции.
  4. Включен гибридный спящий режим. Чтобы это проверить зайдите во вкладку «Электропитание».

Пропадает диск при гибернации

Есть несколько причин, которые провоцируют такую проблему. Например, следует проверить, может запущена утилита очистки диска с функцией «Hibernation File Cleaner». Иногда ПК не поддерживает функцию или же она отключена. Разбираясь в том, гибернация – что это такое, и как решить указанную проблему, предлагается консольная утилита PowerCfg. Необходимо в командную строку вписать – «powercfg /hibernate on». Многих интересует, что общего имеет гибернация и SSD, так вот, чтобы оптимизировать операционную систему на SSD, режим следует выключить.

Гибернация не отключается

Многие пользователи сталкивались с такой проблемой, и решить ее непросто. Самый простой, но не всегда действенный вариант – сбросить BIOS. Если это не получается сделать, тогда рекомендуется на материнской плате найти батарею, вытащить ее и подождать полминуты. После этого можно собирать компьютер и проверить все ли работает. Если ПК вывести из гибернации не получается, тогда лучше обратиться за помощью к профессионалам.

Еще одна тема, на которой стоит остановиться – как отключить гибернацию. Это может понадобиться, если функция включена автоматически. Чтобы ее отключить, в разделе «Электропитание» смените параметры. Не забудьте сохранить изменения. Многих интересует, как удалить файл гибернации и сделать это можно вручную. Сначала нужно отключить функцию в Windows при помощи командной строки или графического интерфейса.

Сон животных - это почти всегда период редуцированной двигательной активности. В природе существует целый спектр физиологических состояний адаптивного поведения - от почти постоянного пребывания в покое до почти постоянного движения без отдыха, и сон, по своей глубине и продолжительности, занимает в этом ряду лишь промежуточное место.

Шкала двигательной активности от полной неподвижности во время спячки до полного отсутствия периодов покоя. Источник: Siegel , 2009 (Nature Rev . Neurosci .).

По одну сторону этой шкалы - животные, сон которых приспособился к специфическим условиям среды обитания, требующей постоянного движения (морские млекопитающие, мигрирующие птицы) . Поэтому складывается ошибочное впечатление, что такие животные не спят вообще.

По другую же сторону находится целый ряд животных, у которых помимо сна в процессе эволюции выработалось особое инертное состояние - гипобиоз . Это периоды покоя, позволяющие организму значительное пребывать время в неактивном состоянии. Кажется, что такие животные спят большую часть жизни.

Гипобиотические состояния сопровождаются пониженным уровнем метаболизма (или полным его прекращением) и обусловлены необходимостью адаптироваться к окружающей среды. Такая способность позволяет живым организмам сохранить энергию и пережить неблагоприятные условия.

Главное отличие гипобиоза от сна — это сниженная потребность в энергии, тогда как, сон — это очень энергозатратный процесс, требующий высокого уровня метаболизма.

Каким бывает гипобиоз?

В 1959 году британский энтомолог David Keilin предложил классифицировать гипобиотические состояния по скорости метаболизма -

Скорость метаболизма, обеспечивающая нормальную температуру тела, позволяет организму вести активный образ жизни, питаться, расти и размножаться. Если же скорость падает, то организм переходит в режим гипобиоза - пониженной активности.

В зависимости от того, насколько сильно угнетается активность во время гипобиоза, выделяют состояния, характеризующиеся пониженным (hypometabolism ) или отсутствующим (ametabolism ) обменом веществ.

Пониженный метаболизм характерен для эволюционно более развиты животных, способных впадать с состояние покоя или оцепенения (dormancy / torpor ) при наступлении регулярно повторяющихся неблагоприятных условий.

Сюда входят такие состояний, как зимняя спячка (hibernation ),

летняя спячка () - адаптация к жаре и засухе,

диапауза (diapause) - спячка, наблюдаемая в определенные периоды развития организма,

покой (quiescence ) и однодневное оцепенение (daily torpor ) , которое позволяет, например, некоторым птицам пережить холодные ночи.

Эти виды оцепенения запрограммированы генетически и начинают реализовываться заблаговременно, т.е. до реального наступления неблагоприятных условий.

Диапауза запускается и заканчивается внутренними сигналами организма, что позволяет подготовиться к неблагоприятным условиям заранее. Однако, если условия среды улучшились «раньше срока», то выйти из диапаузы животное все равно не сможет, так как механизмы выхода весьма сложно устроены и требует определенного времени и энергии.

Состояние покоя управляется факторами внешней среды, и при улучшении условий животное сразу выходит из этого состояния.

Вторая группа гипобиотических состояний, аметаболизм (прекращение обмена веществ) - это удел эволюционно древних организмов - бактерий, простейших, мелких ракообразных и др., способных впадать в состояние латентной жизни (latent life ) . Сюда относятся, в порядке увеличения степени угнетения жизненных функций: криптобиоз (cryptobiosis ) , анабиоз (anabiosis ) и абиоз (abiosis ) .

По большому счету между ними нет принципиальной разницы, и их часто объединяют в одно состояние анабиоза. Если анабиоз вызывается обезвоживанием, то это ангидробиоз (anhydrobiosis ) , если экстремально низкими температурами, то криобиоз (cryobiosis ) , если отсутствием кислорода, то аноксибиоз (anoxybiosis ) , если экстремальным уровнем соли в окружающей среде, то осмобиоз (osmobiosis ) и т.д.

Анабиоз - это самое глубокое подавление физиологических функций, вплоть до отсутствия признаков жизни. Как правило, анабиоз наступает при ухудшении условий существования и является адаптацией к неблагоприятным условиям (отсутствие влаги, низкие или высокие температуры и т.д) .

Так, личинки коловраток (Bdelloid rotifers) , простейших ракообразных артемий (Brine shrimp) , комаров-звонцов (Polypedilum vanderplanki) , а также дрожжи впадают в ангидробиоз, претерпевая почти полное высушивание. Механизмы резистентности к высушиванию до конца не изучены, но считается, что для некоторых организмов решающим является накопление в клетках большого количества сахара трегалозы.

Чрезвычайно интересным организмом являются тихоходки (Tardigrada) , которые могут впадать во все известные вида анабиоза: они выживают при высушивании, при экстремально низких температурах, при отсутствии кислорода, в условиях повышенной радиации, при увеличении концентрации токсинов (хемобиоз) и солей в окружающей среде.

В состоянии анабиоза их уровень метаболизма равен 0.01% от нормального, при этом они теряют до 99% воды. Это позволяет тихоходкам выжить в экстремальных условиях. Так, в 2007 году в эксперименте Европейского космического агентства тихоходки выжили после десятидневного пребывания в открытом космосе. Вероятно, это не предел, поскольку есть данные эксперимента «Биориск», в котором личинки комара-звонца провели на внешней стороне МКС более года и по возвращении на Землю показали 80%-ю выживаемость.

Ангидробиоз — высушивание, криобиоз — замораживние, осмобиоз — воздействие соленой среды, аноксибиоз — дефицит кислорода.

Тихоходка способна выжить, впадая в анабиоз, при любых ухудшениях условий обитания.

Особенность анабиоза в том, что живые организмы могут проводить в нем значительное время - десятки и даже сотни лет. И это не только простейшие организмы вроде бактерий и грибов, но и черви, моллюски, насекомые и амфибии.

Одним из рекордсменов анабиоза является представитель сибирской фауны - амфибия углозуб () . Известны случаи, когда углозубы пребывали в вечной мерзлоте 80 - 100 лет и благополучно возвращались к жизни после наступления благоприятных условий.

Во время анабиоза температура их тела может опускаться до -6°С. Их печень синтезирует глицерин, составляющий 37% массы тела, а кровь содержит антифриз, не позволяющий образовываться кристалликам льда.

Антифриз содержится также в гемолимфе насекомых, в крови рыб и млекопитающих, причем не только тех, кто впадает в спячку, но и тех, кто постоянно живет в условиях низких температур. Например, антифриз рыб, живущих в водах Арктики и Антарктики (арктическая треска, нототениевидные рыбы) не позволяет им замерзнуть в ледяной воде при температуре от - 1.9 до 4°С.

Чаще всего в роли антифриза выступают гликопротеины (специализированные полипептиды) или глюканы (на основе фрагментов сахара) , такие как ксиломаннан, выделенный из арктического жука (Upis ceramboides) , способного переносить температуру до -60°С.

Эти молекулы прикрепляются к поверхности зарождающихся внутри клеток тела кристалликов льда, препятствуя их дальнейшему росту, а также взаимодействуют с клеточными мембранами, защищая их от холодового воздействия.

Исследования на аляскинской лесной лягушке (Rana sylvatica ) показали, что перед впадением в анабиоз, который продолжается 2-3 месяца и сопровождается падением температуры тела до -6°С, их печень сильно увеличивается, вырабатывая повышенное количество гликогена. Во время процесса вхождения в состояние анабиоза гликоген превращается в глюкозу, которая наряду с молекулами мочевины сохраняет структуру клеток и снижает температуру замерзания крови.

Гибернация ( спячка)

При гибернации метаболизм не исчезает совсем, но остается на некоем минимально допустимом уровне (до 2-3% от нормального) . В спячку могут впадать многие теплокровные животные: грызуны, ежи и другие насекомоядные, ехидна, опоссум, летучие мыши, медведи, бурундуки, один вид лемура, сумчатые и т.д.

Некоторые рептилии также впадают в спячку, которая называется брумацией - аналог гибернации с признаками анабиоза. Интересно, что птицы, за исключением козодоев, не способны к гибернации.

В отличие от анабиоза, к спячке нужно подготовиться: «нагулять жир» и подготовить место для спячки (гнездо, нора и т.д.) . Это обусловлено тем, что спячка связана не с резкими ухудшениями условий, а с регулярными сезонными.

Существует зимняя спячка, связанная с малодоступностью пищи в зимнее время и летняя спячка, характерная для обитателей пустынь. Есть животные, которые впадают и в зимнюю и в летнюю спячку (среднеазиатский песчаный суслик) .

При спячке все физиологические функции сильно замедляются (дыхание, сердцебиение) , но не исчезают совсем. Так, сердцебиение во время гибернации снижается с 200-300 ударов в минуту до 3-5, частота дыхания - с 100-200 дыхательных движений в минуту до 4-6. При этом исчезают механизмы терморегуляции, то есть резко падает температура тела, обычно до уровня 10˚С, но может доходить и до 2-3˚С, как у сусликов.

Температура тела арктических земляных белок (Spermophilus parryii ) может опускаться до -5˚С, но это скорее исключение.

Продолжительность спячки может доходить до 8 месяцев, и это еще одно отличие от анабиоза: спячка генетически запрограммирована на определенное время года, т.е. на сухой или холодный сезон. Даже если, по какой-то причине, благоприятные условия не наступили или, наоборот, наступили слишком рано, животные выходят из спячки независимо от внешних условий в строго определенный момент времени, реализуя программу поведения, заложенную на генетическом уровне.

Такие животные, как белки и енотовидные собаки могут впасть в нерегулярную спячку при внезапном наступлении неблагоприятных условий. Такое поведение не детерминировано генетически и является факультативным. Это не настоящая гибернация, а форма покоя (quiescence ) .

Медведь не впадает в спячку , как многие думают. Медведи впадают в зимний сон или дрему, которая не сопровождается существенным снижением температуры тела, и из которого животное может легко выйти. Более того, медведица приносит потомство именно в период дремы.

Паттерн сезонной активности сирийского хомячка (Mesocricetus auratus ), состоящий из отдельных циклов оцепенения-пробуждения.

Вчера в прокат вышла научно-фантастическая драма «Пассажиры» о том, как герои Криса Пратта и Дженнифер Лоуренс неожиданно просыпаются в космосе. Мы посмотрели фильм и задали много глупых вопросов специалисту по ракетно-космической технике.

Мы уже не раз обращались за помощью к специалистам: обсуждали с , а с психологами — . Настало время серьёзных вопросов от лириков физикам. Тем более «Пассажиры» заставляют подумать не просто о героях и их сложных взаимоотношениях, но и о месте действия картины. Всё же у нас научная фантастика, небывалый космический корабль и бескрайний космос.

Все вопросы (а их получилось 11) мы адресовали специалисту по испытаниям и эксплуатации ракетно-космической техники. Из-за грифа секретности мы не можем разглашать его имя и показывать фотографию — за него у нас на картинке будет прекрасный Майкл Шин. Но это совсем не помешало нам наконец-то узнать: а выжили бы в космосе герои в реальной жизни?

Сразу оговоримся (об этом нас попросил наш гость), фильм — научная фантастика, а потому в своих вопросах и ответах мы опирались на существующую реальность и только теоретически на то, что будет через сотни лет. Неизвестно, как повернёт прогресс.

ВНИМАНИЕ, СПОЙЛЕРЫ!!!

1.

Во время движения космический корабль попадает в пояс астероидов, для защиты корабля автопилот принимает решение перебросить энергию на усиление защитного поля.

Вопрос: Возможен ли в рамках единой системы корабля (электрическая сеть, единый компьютерный центр) такой переброс энергии?

Ответ: Как я понимаю, речь идет о неком новом корабле. Не тех, которые летают сейчас. Отсюда можно сделать заключение — нет ничего невозможного. На практике у корабля есть несколько систем жизнеобеспечения и его работоспособности. Они могут работать как отдельно, так и вместе. Когда некоторые системы на время отключаются или уменьшается их активность, то вся энергия задействуется для какой-то одной цели.

2.

Во время прохождения пояса астероидов что-то идёт не так, в сети происходит замыкание, и одна из гибернетических капсул выходит из строя — человек просыпается.

Вопрос: Возможно ли, что сбой в общей сети характеризуется неполадками какой-то одной системы? Возможно ли в рамках одного космического корабля изолировать некоторые электрические сети, чтобы они не подвергались такой атаке?

Ответ: Как я уже сказал, на корабле функционируют несколько систем. В принципе все они зачастую действительно управляются единым блоком системы управления (правда, с тройной защитой). Возможно, что выйдет из строя какая-то одна из систем в общей схеме. Тогда, если она не является основной, такая система может исключиться из общей схемы, и корабль будет функционировать дальше.

Изолировать сети возможно. Ведь общая сеть и состоит из различных систем, которые эту сеть образуют. И как я уже написал выше, возможно эту систему изолировать. Причем это может происходить как с Земли, так и в автоматическом режиме с корабля.

3.

Главный герой живёт на корабле один. Он пытается получить доступ в закрытую кабину с автопилотом и капсулами команды корабля, в том числе ломая дверь молотом и работая со сваркой.

Вопрос: Можно ли пользоваться сваркой внутри космического корабля?

Ответ: Сваркой абсолютно точно можно пользоваться в открытом космосе. Ещё в Советском Союзе были подобные эксперименты, которые увенчались успехом. А сейчас, я думаю, и подавно. А если говорить про корабль, внутри его помещений — вполне возможен и такой вариант. При соблюдении техники безопасности.

4.

Герой пытается связаться с Землёй — расчёт компьютера говорит, что сообщение до Земли дойдёт за 30 лет, а обратно за 45.

Вопрос: Это реальные цифры? Как вообще передаётся информация в космосе?

Ответ: Взаимосвязь между расстоянием и связью, а, следовательно, задержкой связи очень проста. Связь в космосе стандартно распространяется по радиоволнам определенной частоты. Скорость распространения радиоволн ограничивается скоростью света. То есть, считаем, что сигнал распространяется со скоростью света. Чем дальше объекты друг от друга, тем дольше этот сигнал идет. С Земли до МКС относительно всего космоса задержки почти не заметны. А если несколько десятков световых лет, то сигнал туда-обратно может идти столетиями. Причем качество сигнала может зависеть от расстояния, антенн, условий приема и передачи.

5.

Для того, чтобы взломать капсулу гибернации особого труда не надо — герой находит инструкцию для всех механизмов корабля в свободном доступе.

Вопрос: Кто составляет инструкции, и кто на космодроме или на корабле может получить доступ к ним?

Ответ: Инструкции составляют разработчики систем. Чтобы пользоваться кораблем или его отдельными системами, надо знать как это делать. Разработчик (конструктор) отдельной системы или корабля в целом при разработке «железа» и во время его отработки пишет эти самые инструкции. Как хранить, как обслуживать, как эксплуатировать, необходимые действия при возникновении нештатных ситуаций и т. д.

Про доступ — сложный вопрос. Если ты попал на космодром или корабль, то это уже означает, что у тебя есть доступ. Ты уже имеешь право. Единственное, наверное, что может служить преградой, так это форма допуска к секретным сведениям. Если у инструкции гриф «СС», а у тебя допуск только к «С», получить такую инструкцию просто так невозможно.

А на корабле простому пассажиру, не члену экипажа, получить инструкцию невозможно — они должны храниться в закрытом доступе: в специальной комнате, доступ к которой имеет только экипаж. Значит и в фильме инструкции, по идее, должны были храниться за такими же закрытыми дверьми, как и сами члены экипажа.

Отсюда начинаются прямо СПОЙЛЕРЫ-СПОЙЛЕРЫ! Мы вас предупредили!

6.

Герою удаётся взломать компьютер капсулы гибернации и разбудить девушку.

Вопрос: Как одновременно у капсулы может быть свои компьютерные и электрические сети (когда он будил её — больше никто не проснулся), и они при этом связаны воедино с бортовым компьютером?

Ответ: Я думаю, такое возможно. На данный момент у большинства систем зачастую несколько способов управления. Варианты могут быть такие: 1. с местной панели, 2. с пульта дистанционного управления, 3. с пульта управления, не входящего в состав нашей системы. Единственно, что стандартно, — управление ведётся только с одного места, и, чтобы перейти с одного на другое, надо снять определенные блокировки, получить разрешения и т. д. Таким образом, система защищена от возможных ошибок в управлении.

Так что есть вероятность, что на каждой капсуле есть свой компьютер и что он связан с общим бортовым компьютером, тогда при снятии ряда блокировок возможно перейти на управление только с местного компа и открыть капсулу.

7.

В какой-то момент кораблю становится «хуже» — выходят из строя одна за другой системы, роботы «сходят с ума», просыпается ещё один человек — член экипажа.

Вопрос: Может ли единовременный сбой в системе привести к последующим системным ошибкам, которые могут затронуть все системы корабля?

Ответ: Конечно, может. Тут два варианта: выход из строя одной из систем не приведет к поломке остальных или запустится цепная реакция, которая повлечёт за собой выход из строя всех систем. Конечно же, надо учитывать масштаб проблемы, как она влияет на работоспособность. Очень важно, какой блок или модуль системы управления затронут.

8.

Во время поиска причины поломки корабля герои обнаруживают изолированную комнату, в которой пробита дыра, и есть выход в открытый космос. Они пытаются закрыть эту дыру планшетом.

Вопрос: Если бы в корабле реально была «пробоина», может ли он лететь дальше? С какой скоростью (теоретически) героев может затягивать в эту дыру? И можно ли её закрыть планшетом?

Ответ: В принципе, может. Происходит герметизация данного отсека, и корабль летит дальше. Но это может привести к проблемам в управлении с кораблем, он может начать отклонятся от курса, терять скорость. Системы корабля должны, по идее, пытаться это компенсировать. Отсюда новые проблемы в расходе топлива и энергии.

По поводу дыры. Если дыра в отсеке, который герметизирован от всего корабля, то считаем, что в отсеке уже вакуум, как и в открытом космосе. Но если есть перепад давления (происходит разгерметизация комнаты при открытии двери), то они должны вылететь через эту дыру как пробки.

Планшет вряд ли может обеспечить требуемую герметизацию отсека и выравнивание давления в нём.

9.

Астероид, который сделал эту пробоину, также пробил основной компьютер, что и приводит к системным ошибкам. Основной компьютер почему-то размещён в соседней комнате от реактора корабля.

Вопрос: Как вообще такие важные вещи могут стоять рядом, при том, что компьютер должен быть в охлаждённом состоянии, а реактор горячий. Или это неважно?

Возможен ли вообще запуск космического корабля на атомной энергии?

Ответ: В условиях маленьких размеров и ограниченного пространства, а так обычно на корабле и бывает, возможно все. Но желательно, чтобы разработчик при проектировании корабля продумывал все нюансы: взаимное влияние систем и оборудования друг на друга и т. д. Возможно, у проектировщиков «Авалона» не было других вариантов, а, может быть, так и было задумано. Сложно комментировать такое.

По поводу запуска корабля на атомной энергии — мне кажется, я где-то слышал, что уже велись и ведутся подобные разработки в России. А уж за границей, мне кажется, и подавно. Ведь одна из проблем при дальних перелетах в космосе — это запас энергии, источники её получения. Чем больше корабль, чем больше у него систем, тем больше энергии для его обеспечения требуется. И не всегда это можно решить солнечной энергией. Поэтому корабль на атомном реакторе возможен. Я бы даже сказал, что для подобных целей (перелёт на другую планету) без него не обойтись.

10.

Потом герои понимают, что системная ошибка довела до того, что реактор не может выбросить энергию, охладиться. Для его охлаждения необходимо воздействие снаружи корабля — причём, когда герой добирается до места, он понимает, что это можно сделать только вручную. В итоге он оказывается прямо в центре выброса энергии из реактора.

Вопрос: Реально ли выжить после такого?

Ответ: Ну если это ядерный реактор, как я понимаю, скопившееся пары и прочие отходы работы реатора обладают высокой радиоактивностью. Это как Чернобыль. Не знаю, как он мог выжить. Он должен был отхватить большую дозу радиации. Хотя не знаю, что у них за реакторы в будущем.

11.

У корабля очень красивый двигатель — светящийся круг.

Вопрос: Как связаны реактор и двигатель? Почему он тоже светится? Радиоактивный?

Ответ: Неизвестно, какое конкретно взаимодействие реактора и двигателя там применено, но двигатель точно работает за счёт энергии, вырабатываемой реактором. Свечение у двигателя можно трактовать как угодно. Начиная от вырывающихся реактивных газов, нагретых в реакторе, и заканчивая банальной подсветкой, всего лишь показывающей, что в данный момент корабль двигается.

К гипотермическим относятся состояния, характеризующиеся понижением температуры тела ниже нормы. В основе их развития лежит расстройство механизмов терморегуляции, обеспечивающих оптимальный тепловой режим организма. Различают охлаждение организма (собственно гипотермию) и управляемую (искусственную) гипотермию, или медицинскую гибернацию.

Гипотермия

Гипотермия - типовая форма расстройства теплового обмена - возникает в результате действия на организм низкой температуры внешней среды и/или значительного снижения теплопродукции в нём.

Гипотермия характеризуется нарушением (срывом) механизмов теплорегуляции и проявляется снижением температуры тела ниже нормы.

Этиология

Причины развития охлаждения организма многообразны.

Низкая температура внешней среды (воды, воздуха, окружающих предметов и др.) - наиболее частая причина гипотермии. Важно, что развитие гипотермии возможно не только при отрицательной (ниже 0 °C), но и при положительной внешней температуре. Показано, что снижение температуры тела (в прямой кишке) до 25 °C уже опасно для жизни; до 20 °C, - как правило, необратимо; до 17–18 °C - обычно смертельно.

Показательна статистика смертности от охлаждения. Гипотермия и смерть человека при охлаждении наблюдается при температуре воздуха от +10 °C до 0 °C примерно в 18%; от 0 °C до –4 °C в 31%; от –5 °C до –12 °C в 30%; от –13 °C до –25 °C в 17%; от –26 °C до –43 °C в 4%. Видно, что максимальный показатель смертности при переохлаждении находится в интервале температуры воздуха от +10 °C до –12 °C. Следовательно, человек в условиях существования на Земле, постоянно находится в потенциальной опасности охлаждения.

Обширные параличи мышц и/или уменьшение их массы (например, при их гипотрофии или дистрофии). Это может быть вызвано травмой либо деструкцией (например, постишемической, в результате сирингомиелии или других патологических процессов) спинного мозга, повреждением нервных стволов, иннервирующих поперечно‑полосатую мускулатуру, а также некоторыми другими факторами (например, дефицитом Ca 2+ в мышцах, миорелаксантами).

Нарушение обмена веществ и/или снижение эффективности экзотермических процессов метаболизма. Такие состояния могут развиваться при надпочечниковой недостаточности, ведущей (помимо прочих изменений) к дефициту в организме катехоламинов; при выраженных гипотиреоидных состояниях; при травмах и дистрофических процессах в области центров симпатической нервной системы гипоталамуса.

Крайняя степень истощения организма.

В трёх последних случаях гипотермия развивается при условии пониженной внешней температуры.

Факторы риска охлаждения организма.

Повышенная влажность воздуха. Это значительно снижает его теплоизоляционные свойства и увеличивает тепловые потери, в основном, путём проведения и конвекции.

Высокая скорость движения воздуха. Ветер способствует быстрому охлаждению организма в связи с уменьшением теплоизоляционных свойств воздуха

Повышенная влажность одежды или её намокание. Это уменьшает её теплоизоляционные свойства.

Попадание в холодную воду. Вода примерно в 4 раза более теплоёмка и в 25 раз более теплопроводна, чем воздух. В связи с этим замерзание в воде может наблюдаться при сравнительно высокой температуре: при температуре воды +15 °C человек сохраняет жизнеспособность не более 6 ч., при +1 °C - примерно 0,5 часа. Интенсивная потеря тепла происходит в основном путём конвекции и проведения.

Длительное голодание, физическое переутомление, алкогольное опьянение, а также при различные заболеванияе, травмы и экстремальные состояния. Эти и ряд других факторов снижают резистентность организма к охлаждению.

Виды острого охлаждения

В зависимости от времени наступления смерти человека при действии холода выделяют три вида острого охлаждения, вызывающего гипотермию:

Острое , при котором человек погибает в течение первых 60 мин (при пребывании в воде при температуре от 0 °C до +10 °C или под действием влажного холодного ветра).

Подострое , при котором смерть наблюдается до истечения четвёртого часа нахождения в условиях холодного влажного воздуха и ветра.

Медленное , когда смерть наступает после четвёртого часа воздействия холодного воздуха (ветра) даже при наличии одежды или защиты тела от ветра.

Патогенез гипотермии

Развитие гипотермии - процесс стадийный. В основе её формирования лежит более или менее длительное перенапряжение и, в конце концов, срыв механизмов терморегуляции организма. В связи с этим при гипотермии различают две стадии её развития: 1) компенсации (адаптации) и 2) декомпенсации (деадаптации). Некоторые авторы выделяют финальную стадию гипотермии - замерзание.

Стадия компенсации

Стадия компенсации характеризуется активацией экстренных адаптивных реакций, направленных на уменьшение теплоотдачи и увеличение теплопродукции.

Механизм развития стадии компенсации включает:

† изменение поведения индивида, направленное на уход из условий, в которых действует низкая температура окружающей среды (например, уход из холодного помещения, использование тёплой одежды, обогревателей и т.п.).

† снижение эффективности теплоотдачи достигается благодаря уменьшению и прекращению потоотделения, сужению артериальных сосудов кожи и мышц, в связи с чем в них значительно уменьшается кровообращение.

† активацию теплопродукции за счёт увеличения кровотока во внутренних органах и повышения мышечного сократительного термогенеза.

† включение стрессорной реакции (возбуждённое состояние пострадавшего, повышение электрической активности центров терморегуляции, увеличение секреции либеринов в нейронах гипоталамуса, в аденоцитах гипофиза - АКТГ и ТТГ, в мозговом веществе надпочечников - катехоламинов, а в их коре - кортикостероидов, в щитовидной железе - тиреоидных гормонов.

Благодаря комплексу указанных изменений температура тела хотя и понижается, но ещё не выходит за рамки нижней границы нормы. Температурный гомеостаз организма сохраняется.

Указанные выше изменения существенно модифицируют функцию органов и физиологических систем организма: развивается тахикардия, возрастают АД и сердечный выброс, увеличивается частота дыханий, нарастает число эритроцитов в крови.

Эти и некоторые другие изменения создают условия для активации метаболических реакций, о чём свидетельствует снижение содержания гликогена в печени и мышцах, увеличение ГПК и ВЖК, возрастание потребления тканями кислорода.

Интенсификация метаболических процессов сочетается с повышенным выделением энергии в виде тепла и препятствует охлаждению организма.

Если причинный фактор продолжает действовать, то компенсаторные реакции могут стать недостаточными. При этом снижается температура не только покровных тканей организма, но и его внутренних органов, в том числе и мозга. Последнее ведёт к расстройствам центральных механизмов терморегуляции, дискоординации и неэффективности процессов теплопродукции - развиваются их декомпенсация.

Стадия декомпенсации

Стадия декомпенсации (деадаптация) процессов терморегуляции является результатом срыва центральных механизмов регуляции теплового обмена (рис. 6–12).

Рис. 6–12. Основные патогенные факторы гипотермии на стадии декомпенсации системы терморегуляции организма.

На стадии декомпенсации температура тела падает ниже нормального уровня (в прямой кишке она снижается до 35 °C и ниже) и продолжает снижаться далее. Температурный гомеостаз организма нарушается: организм становится пойкилотермным.

Причина развития стадии декомпенсации: нарастающее угнетение деятельности корковых и подкорковых структур головного мозга, включая центры терморегуляции. Последнее обусловливает неэффективность реакций теплопродукции и продолжающуюся потерю тепла организмом.

Патогенез

† Нарушение механизмов нейроэндокринной регуляции обмена веществ и функционирования тканей, органов и их систем.

† Дезорганизация функций тканей и органов.

† Угнетение метаболических процессов в тканях. Степень расстройств функции и обмена веществ прямо зависит от степени и длительности снижения температуры тела.

Проявления

† Расстройства кровообращения:

‡ уменьшение сердечного выброса как за счёт уменьшения силы сокращения, так и за счёт ЧСС - до 40 в минуту;

‡ снижение АД,

‡ нарастание вязкости крови.

† Нарушения микроциркуляции (вплоть до развития стаза):

‡ замедление кровотока в сосудах микроциркуляторного русла,

‡ увеличение тока крови по артериоло-венулярным шунтам,

‡ значительное снижение кровенаполнения капилляров.

† Повышение проницаемости стенок микрососудов для неорганических и органических соединений. Это является результатом нарушения кровообращения в тканях, образования и высвобождения в них БАВ, развития гипоксии и ацидоза. Увеличение проницаемости стенок сосудов приводит к потере из крови белка, главным образом альбумина (гипоальбуминемия). Жидкость выходит из сосудистого русла в ткани.

† Развитие отёка. В связи с этим ещё более повышается вязкость крови, что усугубляет расстройства микроциркуляции и способствует развитию сладжа, тромбов.

† Локальные очаги ишемии в тканях и органах являются следствием указанных изменений.

† Дискоординация и декомпенсация функций и метаболизма в тканях и органах (брадикардия, сменяющаяся эпизодами тахикардии; аритмии сердца, артериальная гипотензия, снижение сердечного выброса, уменьшение частоты до 8–10 в минуту и глубины дыхательных движений; прекращение холодовой мышечной дрожи, снижение напряжения кислорода в тканях, падение его потребления в клетках, уменьшение в печени и мышцах содержания гликогена).

† Смешанная гипоксия:

‡ циркуляторная (в результате снижения сердечного выброса, нарушения тока крови в сосудах микроциркуляторного русла),

‡ дыхательная (в связи со снижением объёма лёгочной вентиляции),

‡ кровяная (в результате сгущения крови, адгезии, агрегации и лизиса эритроцитов, нарушения диссоциации HbO 2 в тканях;

‡ тканевая (вследствие холодового подавления активности и повреждения ферментов тканевого дыхания).

† Нарастающие ацидоз, дисбаланс ионов в клетках и в межклеточной жидкости.

† Подавление метаболизма, снижение потребления тканями кислорода, нарушение энергетического обеспечения клеток.

† Формирование порочных кругов, потенцирующих развитие гипотермии и расстройств жизнедеятельности организма (рис. 6–13).

Рис. 6–13. Основные порочные круги на стадии декомпенсации системы терморегуляции при гипотермии.

Метаболический порочный круг . Снижение температуры тканей в сочетании с гипоксией тормозит протекание метаболических реакций. Известно, что уменьшение температуры тела на 10 °C снижает скорость биохимических реакций в 2–3 раза (эта закономерность описывается как температурный коэффициент вант Хоффа - Q 10). Подавление интенсивности метаболизма сопровождается уменьшением выделения свободной энергии в виде тепла. В результате температура тела ещё более снижается, что дополнительно подавляет интенсивность метаболизма и т.д.

Сосудистый порочный круг . Нарастающее снижение температуры тела при охлаждении сопровождается расширением артериальных сосудов (по нейромиопаралитическому механизму) кожи, слизистых оболочек, подкожной клетчатки. Этот феномен наблюдается при температуре тела, равной 33–30 °C. Расширение сосудов кожи и приток к ним тёплой крови от органов и тканей ускоряет процесс потери организмом тепла. В результате температура тела ещё более снижается, ещё в большей мере расширяются сосуды, теряется тепло и т.д.

Нервно мышечный порочный круг . Прогрессирующая гипотермия обусловливает снижение возбудимости нервных центров, в том числе контролирующих тонус и сокращение мышц. В результате этого выключается такой мощный механизм теплопродукции как мышечный сократительный термогенез. В результате температура тела интенсивно снижается, что ещё более подавляет нервно‑мышечную возбудимость, миогенный термогенез и т.д.

‡ В патогенез гипотермии могут включаться и другие порочные круги, потенцирующие её развитие.

† Углубление гипотермии вызывает торможение функций вначале корковых, а в последующем и подкорковых нервных центров. В связи с этим у пациентов развивается гиподинамия, апатия и сонливость, которые могут завершиться комой. В связи с этим нередко в качестве отдельного этапа гипотермии выделяют стадии гипотермического «сна» или комы.

† При выходе организма из гипотермического состояния в последующем у пострадавших нередко развиваются воспалительные процессы - пневмония, плеврит, острое респираторные заболевания, цистит и др. Указанные и другие состояния являются результатом снижения эффективности системы ИБН. Нередко выявляются признаки трофических расстройств, психозов, невротических состояний, психастении.

При нарастании действия охлаждающего фактора наступает замерзание и смерть организма.

† Непосредственные причины смерти при глубокой гипотермии: прекращение сердечной деятельности и остановка дыхания. Как первое, так и второе в большей мере являются результатом холодовой депрессии сосудодвигательного и дыхательного бульбарных центров.

† Причиной прекращения сократительной функции сердца является развитие фибрилляции (чаще) или его асистолия (реже).

† При преимущественном охлаждении области позвоночника (в условиях длительного нахождения в холодной воде или на льду) смерти нередко предшествует коллапс. Его развитие является результатом холодового угнетения спинальных сосудистых центров.

† Гибель организма при гипотермии наступает, как правило, при снижении ректальной температуры ниже 25–20 °C.

† У погибших в условиях гипотермии обнаруживают признаки венозного полнокровия сосудов внутренних органов, головного и спинного мозга; мелко‑ и крупноочаговые кровоизлияния в них; отёк лёгких; истощение запасов гликогена в печени, скелетных мышцах, миокарде.

Принципы лечения и профилактики гипотермии

Лечение гипотермии строится с учётом степени снижения температуры тела и выраженности расстройств жизнедеятельности организма.

На стадии компенсации пострадавшие нуждаются главным образом в прекращении внешнего охлаждения и согревании тела (в тёплой ванне, грелками, сухой тёплой одеждой, тёплым питьём). Температура тела и жизнедеятельность организма при этом обычно нормализуется самостоятельно, поскольку механизмы теплорегуляции сохранены.

На стадии декомпенсации гипотермии необходимо проведение интенсивной комплексной врачебной помощи. Она базируется на трех принципах: этиотропном, патогенетическом и симптоматическом.

Этиотропный принцип включает:

Меры по прекращению действия охлаждающего фактора и согревание организма. Пострадавшего немедленно переводят в тёплое помещение, переодевают и согревают. Наиболее эффективно согревание в ванне (с погружением всего тела). При этом необходимо избегать согревания головы из‑за опасности усугубления гипоксии мозга (в связи с усилением обмена веществ в нём в условиях ограниченной доставки кислорода).

Активное согревание тела прекращают при температуре в прямой кишке 33–34 °C во избежание развития гипертермического состояния. Последнее вполне вероятно, поскольку у пострадавшего ещё не восстановлена адекватная функция системы теплорегуляции организма. Согревание целесообразно проводить в условиях поверхностного наркоза, миорелаксации и ИВЛ. Это позволяет устранить защитные реакции организма, в данном случае излишние, на холод (в частности ригидность мышц, их дрожь) и снизить тем самым потребление кислорода, а также уменьшить явления тканевой гипоксии. Согревание даёт больший эффект, если - наряду с наружным - применяют способы согревания внутренних органов и тканей (через прямую кишку, желудок, лёгкие).

Патогенетический принцип включает:

Восстановление эффективного кровообращения и дыхания. С этой целью необходимо освободить дыхательные пути (от слизи, запавшего языка) и провести вспомогательную или ИВЛ воздухом либо газовыми смесями с повышенным содержанием кислорода. Если при этом не восстанавливается деятельность сердца, то выполняют его непрямой массаж, а при возможности - дефибрилляцию. При этом необходимо помнить, что дефибрилляция сердца при температуре тела ниже 29 °C может быть неэффективной.

Коррекция КЩР, баланса ионов и жидкости. С этой целью применяют сбалансированные солевые и буферные растворы (например, гидрокарбоната натрия), растворы полиглюкина и реополиглюкина.

Устранение дефицита глюкозы в организме. Это достигается путём введения её растворов разной концентрации в сочетании с инсулином, а также витаминами.

При кровопотере переливают кровь, плазму и плазмозаменители.

Симптоматическое лечение направлено на устранение изменений в организме, усугубляющих состояние пострадавшего. В связи с этим:

Применяют средства, предотвращающие отёк мозга, лёгких и других органов;

Устраняют артериальную гипотензию,

Нормализуют диурез,

Устраняют сильную головную боль;

При наличии отморожений, осложнений и сопутствующих болезней проводят их лечение.

Профилактика охлаждения организма и гипотермии включает комплекс мероприятий.

Использование сухой тёплой одежды и обуви.

Правильная организация труда и отдыха в холодное время года.

Организация обогревательных пунктов, обеспечение горячим питанием.

Медицинский контроль за участниками зимних военных действий, учений, спортивных соревнований.

Запрещение приёма алкоголя перед длительным пребыванием на холоде.

Большое значение имеют закаливание организма и акклиматизация человека к условиям окружающей среды.

Медицинская гибернация

Управляемая (искусственная) гипотермия применяется в медицине в двух разновидностях: общей и местной.

Общая управляемая гипотермия

Область применения

Выполнение операций в условиях значительного снижения или даже временного прекращения кровообращения. Это получило название операций на так называемых «сухих» органах: сердце, мозге и некоторых других.

Наиболее широко общая искусственная гибернация используется при операциях на сердце для устранения дефектов его клапанов и стенок, а также на крупных сосудах, что требует остановки кровотока.

Преимущества

Существенное возрастание устойчивости и выживаемости клеток и тканей в условиях гипоксии при сниженной температуре. Это даёт возможность отключить орган от кровоснабжения на несколько минут с последующим восстановлением его жизнедеятельности и адекватного функционирования.

Диапазон температуры

† Обычно используют гипотермию со снижением ректальной температуры до 30–28 °C. При необходимости длительных манипуляций создают более глубокую гипотермию с использованием аппарата искусственного кровообращения, миорелаксантов, ингибиторов метаболизма и других воздействий. При проведении продолжительных операций (несколько десятков минут) на «сухих» органах выполняют «глубокую» гипотермию (ниже 28 °C), применяют аппараты искусственного кровообращения и дыхания, а также специальные схемы введения ЛС и средств для наркоза.

† Наиболее часто для общего охлаждения организма применяют жидкость с температурой +2–12 °C, циркулирующую в специальных «холодовых» костюмах, одеваемых на пациентов или в «холодовых» одеялах, которыми их укрывают. Дополнительно используют также ёмкости со льдом и воздушное охлаждение кожных покровов пациента.

Медикаментозная подготовка

С целью устранения или снижения выраженности адаптивных реакций организма в ответ на снижение его температуры, а также для выключения стресс‑реакции непосредственно перед началом охлаждения пациенту дают общий наркоз, вводят нейроплегические вещества, миорелаксанты в различных комбинациях и дозах. В совокупности указанные воздействия обеспечивают значительное снижение обмена веществ в клетках, потребления ими кислорода, образования углекислоты и метаболитов, предотвращают нарушения КЩР, дисбаланса ионов и воды в тканях.

Эффекты медицинской гибернации

При гипотермии 30–28 °C (в прямой кишке)

† не наблюдается жизненно опасных изменений функции коры головного мозга и рефлекторной деятельности нервной системы;

† снижается возбудимость, проводимость и автоматизм миокарда;

† развивается синусовая брадикардия,

† уменьшаются ударный и минутный выбросы сердца,

† понижается АД,

† снижается функциональная активность и уровень метаболизма в органах и тканях.

Локальная управляемая гипотермия

Локальная управляемая гипотермия отдельных органов или тканей (головного мозга, почек, желудка, печени, предстательной железы и др.) применяется при необходимости проведения оперативных вмешательств или других лечебных манипуляций на них: коррекции кровотока, пластических процессов, обмена веществ, эффективности ЛС и др