【簡(jiǎn)介:】人體冷凍是一門新興的科學(xué),主要研究體溫對(duì)壽命的影響。降低體溫的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得了良好效果。如果將人的體溫降低兩度,那么一個(gè)人便可以多活120到150 年。果真如此,人類就能活到7
人體冷凍是一門新興的科學(xué),主要研究體溫對(duì)壽命的影響。降低體溫的實(shí)驗(yàn)已經(jīng)取得了良好效果。如果將人的體溫降低兩度,那么一個(gè)人便可以多活120到150 年。果真如此,人類就能活到700甚至800歲。但是,實(shí)驗(yàn)剛剛開(kāi)始,所以現(xiàn)在向世人宣稱“我們已征服了死亡”還為時(shí)尚早。
從基本的物理和化學(xué)規(guī)律,可以推導(dǎo)出長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存動(dòng)物細(xì)胞,通常需要-120℃,當(dāng)然-196℃更好,在這樣的溫度下,一切化學(xué)進(jìn)程都幾乎完全停滯,除非儲(chǔ)存時(shí)間以地質(zhì)時(shí)間為標(biāo)尺,此時(shí)惟一的傷害來(lái)自于高能射線的,但這通常需要數(shù)百年的時(shí)間才會(huì)具有真正的威脅。數(shù)十年的研究,科學(xué)家發(fā)現(xiàn),凍結(jié)和復(fù)蘇動(dòng)物細(xì)胞時(shí),存在一個(gè)明顯的危險(xiǎn)溫區(qū),0~-60℃,損傷主要發(fā)生在這個(gè)溫區(qū)。如何度過(guò)這個(gè)危險(xiǎn)溫區(qū)安全抵達(dá)-120℃,就是研究的重點(diǎn),先讓我們看看在凍結(jié)動(dòng)物細(xì)胞時(shí),可能發(fā)生的事情。
細(xì)胞的凍結(jié),通常是從-5℃開(kāi)始,這是因?yàn)榧?xì)胞內(nèi)外的液體都是鹽溶液。當(dāng)細(xì)胞內(nèi)外的液體進(jìn)入過(guò)冷態(tài)后,細(xì)胞外液率先結(jié)冰,這些冰基本上由不含鹽分的水構(gòu)成。如果降溫過(guò)快,這些冰就可能突破細(xì)胞膜進(jìn)入細(xì)胞,或者細(xì)胞內(nèi)液也迅速開(kāi)始結(jié)冰,這些快速生長(zhǎng)的冰晶幾乎一定會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞膜發(fā)生嚴(yán)重?fù)p傷,復(fù)蘇的希望就此終結(jié)。那么抗寒生物的能力從何而來(lái)?答案是甘油類抗凍物質(zhì)的合成。
甘油溶液的冰點(diǎn)很低,當(dāng)細(xì)胞外液開(kāi)始結(jié)冰后,胞內(nèi)液的溫度還在冰點(diǎn)之上。而伴隨著結(jié)冰的過(guò)程,外液的鹽濃度開(kāi)始上升,在滲透作用的影響下,細(xì)胞開(kāi)始脫水,速度因細(xì)胞膜等因素的不同而有所差異。細(xì)胞體積收縮,一方面可以規(guī)避胞外的冰晶,一方面還可進(jìn)一步降低胞內(nèi)的冰點(diǎn)。所以,這些抗凍生物的細(xì)胞在自然環(huán)境的低溫下,大多并沒(méi)有被真正冰凍,這就有效了防止了冰晶的損傷。而這些抗凍物質(zhì)的存在,還可防止細(xì)胞過(guò)度脫水收縮帶來(lái)的損傷,同時(shí)使得有害物質(zhì)的濃度不會(huì)上升得太高,減緩了可能的化學(xué)傷害。
但要想在數(shù)年甚至更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)保存細(xì)胞,零下數(shù)十度的溫度是太高了,不凍結(jié)住胞內(nèi)的液體,化學(xué)損傷就無(wú)法真正避免。而凍結(jié)胞內(nèi)液體的時(shí)機(jī)選擇就是關(guān)鍵中的關(guān)鍵,如果一直低速降溫,那么細(xì)胞就可能過(guò)度收縮,同時(shí)高濃度的胞內(nèi)溶液將直接損傷細(xì)胞。所以,我們需要當(dāng)細(xì)胞收縮恰到好處之時(shí),急速降溫凍結(jié)住胞內(nèi)液體。而研究顯示,不同的細(xì)胞,安全凍結(jié)的降溫以及復(fù)蘇的過(guò)程差異很大。這就是為什么,直到今天為止,器官移植中“浪費(fèi)”現(xiàn)象非常嚴(yán)重,一個(gè)器官由太多不同類型的細(xì)胞構(gòu)成,要長(zhǎng)時(shí)間的安全凍存,今天的科技還無(wú)法做到。當(dāng)然對(duì)低溫生物學(xué)的研究,已經(jīng)大幅度地延長(zhǎng)了器官的保存時(shí)間,比如腎臟,從前離體后,必須在6小時(shí)內(nèi)移植,而通過(guò)低溫抗凍液體灌流術(shù),已經(jīng)可以延長(zhǎng)到72小時(shí),但這點(diǎn)時(shí)間依然太短。許多志愿捐獻(xiàn)的器官,在突發(fā)事件發(fā)生后,根本來(lái)不及移植給任何人,就徹底地死亡。這是不是意味著,類似冬眠機(jī)這樣的東西永遠(yuǎn)都只能屬于科學(xué)幻想呢?低溫生物學(xué)的新發(fā)現(xiàn),也許可以幫助我們開(kāi)辟另一條安全凍結(jié)之路。