Исследования морозоустойчивости и защитных свойств понижения температуры, ведутся уже давно. Гипотермию применяют в медицине, хотя механизмы ее действия не до конца изучены. Естественная модель изучения того, как крупное млекопитающее может выживать при низких температурах, — животные, впадающие в спячку.

При гибернации замедляется метаболизм, так что понять, как это происходит, было бы очень полезно — зачем нужна анестезия, когда есть безопасный естественный сон? В новом номере журнала Science вышла статья, посвященная первому глобальному изучению спячки черных медведей вида Ursus Americanus.

Несколько особей, которые бродили слишком близко к поселениям человека, были доставлены в Institute of Arctic Biology at the University of Alaska Fairbanks. Там группа исследователей во главе с исследователем Эйвиндом Теиеном поместила их на время зимней спячки (от 5 до 7 месяцев) в искусственные берлоги, оснащенные инфракрасными камерами и всеми необходимыми датчиками. Также ученые считывали показатели температуры тела медведей, их сердечную и мышечную активность.

Оказалось, что во время затяжного сна температура тела медведей снижается с 38 градусов до 30, причем это происходит циклически — два дня 36, два — 30. Сердечный ритм сокращается с 55 ударов в минуту до 14. При вздохе ритм на несколько секунд увеличивается, а при выдохе может доходить до одного удара в 20 секунд. Но, что самое удивительное, их метаболизм (в д.с. потребление кислорода) сокращается до 25% от летней нормы.

Когда-нибудь мы сможем забыть об анестезии и вспомнить о длительных полетах в космос.
Это странно, потому что раньше считалось, что понижение температуры на целых 10 градусов дает снижение метаболизма наполовину, а тут 5 градусов дают 75-процентную «заморозку». Когда мишки просыпаются, они еще месяц ходят «заспанные», с пониженным уровнем метаболизма, хотя температура тела у них приходит к норме. Сопоставив эти данные, исследователи пришли к революционному для своей сферы выводу — медведи каким-то образом научились понижать скорость метаболических реакций во всем организме, и, вероятно, и в отдельно взятых клетках, без участия температурного контроля!

Чем эти исследования могут быть интересны для человеческой медицины? Во-первых, человек так не умеет, хотя он тоже крупное млекопитающее, и относительно недалеко эволюционно ушел от медведей (особенно некоторые). К тому же, впадают в спячку еще и, например, суслики, причем их зимние температуры могут доходить до нуля градусов! У человека снижение температуры до 29 градусов вызывает частые перебои в работе сердца, а при 15 градусах в большинстве случаев сердце перестает работать. А у сусликов при 0 градусов оно продолжает сокращаться с частотой 2-10 ударов в минуту (против летних 150-250 ударов). И медведи, и суслики безболезненно входят и выходят из гибернации, а человек даже во время сна умудряется отлежать себе руку. Если бы медики могли вводить в подобное состояние людей, стало бы проще делать операции на сердце, на мозге, можно было бы, как в фантастических фильмах, отправлять спящих людей в космос.

Человек относительно недалеко эволюционно ушел от медведей — особенно некоторые.

Один вопрос — каковы механизмы этого процесса? Какой «антифриз» используют эти животные, чтобы защитить свои ткани от замерзания? Как нейроны и клетки сердца (кардиомиоциты) приспасабливаются к проведению импульса в условиях низких температур? Какая перестройка биохимических реакций за всем этим стоит? Пока что сведения об этом очень разрозненны — например, русские ученые во главе с академиком Розенштраухом открывают, что электрофизиологические свойства кардиомиоцитов сусликов отличаются от человеческих, что позволяет им быть устойчивыми к гипотермии.

**[Mr. Freeze.](http://en.wikipedia.org/wiki/Mr._Freeze)** Иногда эксперименты с криогенным оборудованием и заморозкой приводят к непредсказуемым последствиям.

А саму по себе гипотермию (понижение температуры) очень по-разному используют в медицине. Например, было показано, что при пониженных температурах (до 13 градусов) клетки с повреждениями в ДНК откладывают их «ремонт» — эта задержка с быстрым и некачественным «ремонтом» двунитевых разрывов в ДНК может способствовать выживанию клеток при, например, лучевой терапии. При нормальной температуре излучение травмирует ДНК клетки, включается SOS-механизм, клетка кое-как восстанавливает структуру ДНК, но, в большинстве случаев, все равно гибнет. Низкая температура позволяет клетке отложить «ремонт» на потом, когда его можно будет сделать более качественно, и клетка выживает.

Другое применение гипотермия нашла при травмах спинного мозга. Дело в том, что неврологические проблемы могут возникать как из-за самих травм, так и из-за локального повышения давления в сосудах вокруг повреждения. Так вот, понижение температуры способствует тому, что давление в сосудах быстро приходит в норму, и, соответственно, нейроны могут нормально работать. Еще гипотермия может защищать мозг новорожденных от недостатка кислорода сразу после рождения, хотя механизм этого до конца не высянен. В общем, когда-нибудь мы сможем забыть об анестезии и вспомнить о длительных полетах в космос.