12:05 31 Tháng Mười 2020
Khoa học
URL rút ngắn
01
Theo dõi Sputnik trên

Không giống như một số loài động vật, con người không thể ngủ đông và làm chậm quá trình trao đổi chất. Tuy nhiên, khả năng ngủ đông có thể giúp các bác sĩ thực hiện những ca phẫu thuật khẩn cấp hoặc giải cứu công nhân bị mắc kẹt trong hầm mỏ.

Ngoài ra, để thực hiện các chuyến bay liên hành tinh trong tương lai, con người phải có khả năng rơi vào trạng thái tiềm sinh hoàn toàn (anabiosis). Vào cuối năm ngoái, các nhà khoa học đã đưa một bệnh nhân bị đạn bắn nguy kịch vào trạng thái như vậy. Anh ấy đã sống sót. Trạng thái ngủ đông nhân tạo có thể kéo dài bao lâu? Trạng thái anabiosis có gây ra hậu quả khó chịu nào không? Sau đây là bài của Sputnik về nội dung này.

Ngủ đông để sống sót

Năm 2003, sau nhiều lần thử nghiệm không thành công, các nhà nghiên cứu từ Đại học Pittsburgh (Mỹ) cuối cùng đã đưa những chú chó vào trạng thái ngủ đông. Để làm được điều này, tất cả máu của chúng đã được thay thế bằng dung dịch nước muối lạnh như băng, khiến thân nhiệt giảm xuống 10 độ C. Và 27 chú chó đã ở trạng thái này trong hai giờ. Sau khi máu được đưa trở lại vào cơ thể và chúng thức tỉnh, các nhà khoa học không ghi nhận bất kỳ tổn thương não nào.

Ba năm sau, các chuyên gia từ Đại học Maryland và Trường Y Harvard (Mỹ) đã thực hiện một thí nghiệm tương tự. Họ đã mô phỏng tình huống chấn thương nghiêm trọng - rách động mạch ở 40 con lợn thí nghiệm. Sau đó, khi chúng mất một nửa lượng máu, ở một số con máu được thay thế bằng dung dịch nước muối lạnh, khiến thân nhiệt của chúng giảm xuống 10 độ C. Sau đó, các mạch bị tổn thương được khâu lại và máu trở lại vào cơ thể.

Kết quả là, chỉ những con lợn được đưa vào trạng thái ngủ đông đã sống sót. Hơn nữa, sau này các con lợn này không có vấn đề sức khỏe và dễ huấn luyện. Còn các con lợn với thân nhiệt bình thường đều không sống sót sau ca mổ.

Những con vật trong trạng thái tạm dừng hoạt động sinh học chờ phục hồi trong điều kiện thuận lợi.
© Depositphotos / Ots-photo/Igorr1/Kay4yk180718@gmail.com
Những con vật trong trạng thái tạm dừng hoạt động sinh học chờ phục hồi trong điều kiện thuận lợi.

Cứu sống bệnh nhân gặp vết thương chí mạng

Vào năm ngoái, các bác sĩ lần đầu tiên thực hiện ca mổ tương tự trên người, mặc dù một nhóm các bác sĩ từ Đại học Maryland, do Samuel Tisherman đứng đầu, đã được phép thực hiện thủ thuật này vào năm 2014. Họ đã đưa được một bệnh nhân vào trạng thái "giả chết", bệnh nhân này bị súng bắn, bị mất hơn một nửa máu trong cơ thể và trái tim có thể ngừng đập.  

Thông thường, cơ hội sống sót ở những bệnh nhân như vậy là rất thấp - không quá 5%, nhưng các nhà khoa học giả định rằng, nếu cơ thể bệnh nhân sẽ được làm lạnh nhanh xuống khoảng 10-15 độ C bằng cách thay thế toàn bộ máu, quá trình trao đổi chất trong cơ thể sẽ chậm lại, có nghĩa là các tế bào sẽ có thể tồn tại mà không cần oxy.

Ở nhiệt độ cơ thể bình thường - khoảng 37 độ C, các tế bào của chúng ta cần một nguồn cung cấp oxy liên tục để tạo ra năng lượng. Khi tim ngừng đập, máu không còn mang oxy đến các tế bào. Không có oxy, não của chúng ta chỉ có thể tồn tại trong khoảng 5 phút, sau đó sẽ không thể hoạt động. Tuy nhiên, việc hạ thấp nhiệt độ của cơ thể và não sẽ làm chậm hoặc dừng tất cả các phản ứng hóa học trong các tế bào của cơ thể, do đó cần ít oxy hơn và vẫn có thể duy trì sự sống. Nhờ đó, các tế bào, bao gồm tế bào thần kinh, sẽ sống trong vài giờ và bác sĩ phẫu thuật sẽ có thêm thời gian cho một ca phẫu thuật phức tạp.

Và ca phẫu thuật đã được thực hiện theo kịch bản này. Một bệnh nhân giấu tên đã được đưa đến bệnh viện. Anh ta bị đạn bắn vào bụng và mất nhiều máu. Quả nhiên, sau khi thay thế toàn bộ máu bằng dung dịch muối lạnh, cơ thể bệnh nhân được làm lạnh nhanh xuống 10 độ C và mọi quá trình trong cơ thể đều chậm lại. Hoạt động não của bệnh nhân gần như dừng hẳn. Sau đó, não bị ngắt kết nối với hệ thống làm mát. Nếu chưa được coi là đã chết - được chuyển đến phòng phẫu thuật. Các bác sĩ đã có 2 giờ để khắc phục vết thương của người bệnh.

Sau đó, bệnh nhân được truyền máu, làm ấm cơ thể và trái tim đập trở lại. Kết quả là người này đã sống sót, và cho đến nay các bác sĩ chưa ghi nhận dấu hiệu nào của suy giảm nhận thức

Các nhà khoa học lưu ý, trong khuôn khổ cuộc nghiên cứu này, họ sẽ so sánh kết quả điều trị mười bệnh nhân có sử dụng phương pháp “ngủ đông” với kết quả điều trị những người ở trong tình huống tương tự, nhưng không nhận được sự giúp đỡ như vậy. Các bác sĩ hy vọng có thể công bố toàn bộ kết quả của thử nghiệm này vào cuối năm 2020.

Người đứng đầu cuộc nghiên cứu, bác sĩ Samuel Tisherman, nhà khoa học tại Đại học Y khoa Maryland, giữ bí mật thông tin về việc bao nhiêu bệnh nhân sống sót sau khi áp dụng phương pháp này. Ông chỉ cho biết rằng,  tất cả những người này đã trong tình trạng "chết giả" không quá hai giờ, và cũng nhấn mạnh: các thí nghiệm của ông không liên quan gì đến viễn cảnh những chuyến du hành không gian dài hạn.

Giáo sư Trường Đại học Y khoa, Đại học Maryland Samuel Tisherman
Giáo sư Trường Đại học Y khoa, Đại học Maryland Samuel Tisherman

Tiến tới các hành tinh xa xôi

Trạng thái ngủ đông hoàn toàn trong chuyến bay vũ trụ vẫn còn là vấn đề của một tương lai rất xa. Các cơ quan vũ trụ quốc gia đang quan tâm nhiều hơn đến việc đưa các phi hành gia vào trạng thái gần như tê liệt, mà cốt lõi ở đây là giảm tốc độ trao đổi chất xuống mức tối đa, nhưng não vẫn tiếp tục hoạt động. Trạng thái này được gọi tiềm sinh.

Các nhà khoa học đã có ý định sử dụng chất giống opioid HIT (chất kích hoạt chế độ ngủ đông). Năm 2006, chất này đã được phân lập từ máu của các động vật đang ngủ đông. Tuy nhiên, chất HIT không tác động như mong đợi lên những động vật vẫn hoạt động bình thường vào mùa đông. Chúng vẫn duy trì một lối sống năng động, và các cơ quan nội tạng của chúng được bảo vệ thêm khỏi bị hư hại.

Cũng trong khoảng thời gian đó, các nhà khoa học tại Đại học Washington đã thực hiện thành công một cuộc thí nghiệm: đưa vào trạng thái ngủ đông các con chuột không bao giờ ngủ đông trong điều kiện tự nhiên. Các con chuột đã hít thở không khí có hydro sunfua, thân nhiệt của chúng giảm xuống 13 độ C, và quá trình trao đổi chất chậm lại gấp 10 lần. Với động vật có vú lớn hơn, thí nghiệm này đã thất bại. Với liều thấp chúng không ngủ đông, với liều cao hơn - chúng chết.

Vào năm 2015, các nhà khoa học tại Viện Sinh lý Tế bào thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, với sự hỗ trợ của Quỹ nghiên cứu tiên tiến (FPI) đã thực hiện thí nghiệm đưa các con chuột vào trạng thái tiềm sinh. Chúng đã được cho một chế phẩm đặc biệt dựa trên xenon ở dạng hỗn hợp khí và dạng viên.

Kết quả là, các con chuột đã bị tê liệt trong gần bảy ngày. Nhịp tim giảm từ hai đến bốn lần, thân nhiệt giảm từ bảy đến tám độ. Sau khi các con chuột ngừng cho uống thuốc, chúng tự khỏi trong vòng 10-15 giờ.

Trong năm nay, các nhà khoa học của MỹNhật Bản đã đạt được kết quả tương tự trên chuột. Họ đã nhắm mục tiêu vào các tế bào thần kinh q-neuron, một nhóm tế bào thần kinh nằm ở vùng dưới đồi được cho là kích hoạt chế độ ngủ đông. Các con chuột đã rơi vào tình trạng tiềm sinh trong hai ngày. Sau khi thức dậy, chúng vẫn cư xử như trước. Các nhà khoa học không ghi nhận thiệt hại nào cho các cơ quan nội tạng của chúng.

Vẫn chưa rõ liệu phương pháp này có thể mang lại kết quả cho con người hay không. Nhưng, các chuyên gia lưu ý, trong thời gian ngủ đông, con người vẫn phải thỉnh thoảng thức dậy. Ở động vật đang ngủ đông, thời kỳ giảm bớt các hoạt động trao đổi chất đến mức rất thấp được thay thế bằng giấc ngủ bình thường khi thân nhiệt tăng lên và hoạt động của não bộ tăng cường. Đến 90% năng lượng cần thiết cho thời gian ngủ đông được dành cho việc này, có nghĩa là điều đó là rất quan trọng đối với cơ thể.