Вдох-выход: найден новый способ спасения утопающих
Замерзшему человеку можно продлить жизнь, не прибегая к экстренному согреванию, утверждают российские физиологи. На данный момент эксперименты проведены на лабораторных животных. Выяснилось, что если грызунов подключить к аппарату искусственной вентиляции легких, то их сердце продолжит работу и при низкой температуре тела. К жизни удалось вернуть даже крыс, которые не дышали около 10 минут. Повышение частоты сердцебиений и продление работы сердца наблюдалось в том числе у животных, продолжающих находиться в холодной воде.
Замерзли, но не умерли
Долгое пребывание в холодной воде приводит к развитию гипотермии, когда температура тела человека понижается до 25°C и ниже. В этих условиях обмен веществ значительно снижается, происходит остановка дыхания, после чего внутренние органы, в том числе сердце и мозг, не получают достаточно кислорода и человек погибает.
При глубокой гипотермии быстрое согревание организма способно привести к гибели пациента из-за образования тромбов в сосудах. А иногда осуществить полноценный и правильный набор действий для согревания человека (внутрисосудистое согревание, массаж сердца и другое) просто невозможно. Это случается, если пострадавшего не получится сразу извлечь из воды или быстро доставить в больницу. Поэтому в Институте физиологии им. И.П. Павлова РАН ведут разработки метода поддержки жизнедеятельности организма при глубокой гипотермии без поднятия температуры тела.
Исследователи провели две основные серии опытов на крысах, поделив их на группы по 10–12 особей. Механизмы развития холодовой патологии у крыс и людей сходны. Даже учитывая тот факт, что грызуны довольно живучи и их смерть наступает при температуре тела на несколько градусов ниже, чем у людей, методика, по словам ученых, будет работать и на человеке.
В первом эксперименте подопытных погружали в воду с температурой в пределах 8–10 °C и извлекали из воды через 5–6 минут после остановки дыхания. Потом подключали аппарат для искусственной вентиляции легких (ИВЛ) на час-два — до появления стабильного дыхания и сердечного ритма. В процессе ИВЛ кровь насыщается кислородом, а из легких удаляется углекислый газ. К лапкам животных подсоединяли пульсоксиметр — прибор для измерения уровня насыщения крови кислородом. Этот показатель составлял 96% от насыщенности кислородом крови здорового грызуна. Все крысы в группе постепенно согревались и выживали, продолжая вести нормальную жизнедеятельность.
В другом эксперименте животные даже после прекращения дыхания и при подключении аппарата ИВЛ находились в холодной воде. Этих крыс подключали к аппарату искусственного дыхания спустя 10 минут после прекращения работы легких. Дыхание поддерживали на уровне 16 циклов в минуту, и частота сердечных сокращений возрастала до 50–70 ударов в минуту (у здоровой крысы сердце бьется 320–400 раз в минуту), затем постепенно понижали по мере дальнейшего охлаждения крыс. Ритмичная работа сердца сохранялась на протяжении полутора-двух часов, после чего животные погибали.
— Оказалось, что температурные пределы работы сердца у крысы ниже на 5–6 °C при условии искусственной вентиляции легких воздухом, — пояснила старший научный сотрудник лаборатории физиологии дыхания Института физиологии им. И.П. Павлова РАН Надежда Арокина. — Полагаю, это происходит потому, что активируются нейроны сосудодвигательного центра и нормализируется работа проводящей системы сердца. Однако для окончательных выводов механизмы развития холодового стресса клеток еще недостаточно изучены.
Чтобы нейроны не погибли
Аппарат ИВЛ всегда используется в комплексе процедур при согревании человека — сам по себе этот метод не новый. Однако возможность продлить жизнь даже продолжающему находиться в состоянии глубокой гипотермии животному открывает новые перспективы его использования, сообщила Надежда Арокина. Иногда продление работы сердца при гипотермии даже всего на полтора-два часа может сыграть важную роль при спасении человека.
По словам автора работы, ценность предлагаемого метода состоит в том, что в случае остановки дыхания именно при гипотермии ИВЛ обеспечит сохранение функций нейронов мозга, — самой уязвимой перед кислородным голоданием части тела. Если нейроны не погибнут, следовательно, есть надежда на полное восстановление всех функций организма. Поэтому обеспечение бригад реанимации портативными аппаратами ИВЛ может сохранить жизнь многим людям.
— Рациональное зерно в данной работе есть, ведь при пониженной температуре обмен веществ и потребность тканей в кислороде значительно снижается, — отметил руководитель лаборатории нейрофизиологии и нейрокомпьютерных интерфейсов МГУ им. М.В. Ломоносова Александр Каплан. — Поэтому, скорее всего, охлажденный мозг будет жить даже при сниженной частоте сердцебиения. Однако для полноценного подтверждения теории необходимо провести оценку мозговой деятельности (память, обучаемость) крыс до и после эксперимента. К тому же человеческая физиология отличается от крысиной, и с абсолютной уверенностью ожидать такого же результата не стоит. Впрочем, данный факт не снижает значимости подобных исследований и необходимости их продолжения.
Как считает заведующий кафедрой физиологии человека и животных МГУ им. М.В. Ломоносова Андрей Каменский, идея согревать организм через воздух, поступающий в легкие, вполне физиологична. По мнению профессора, методика будет еще эффективнее, если использовать дыхательный контур с подогревом. При этом он согласен, что остается открытым вопрос, как новый способ сработает на организме человека. Практика показывает, что оживить крысу гораздо проще.
