Ғылыми фантастикадағы адамның қысқы ұйқыға кетуі медицина және ғарыш сапары әлемін төңкеріп жіберуі мүмкін. Ал оны қиялдан шындыққа айналдыру сәті біз ойлағаннан да жақын.
Автор: Адам Пиор
Фото: Кори Арнольд
Эксперимент қатысушысы дәрігер Клифтон Калуэй «ұйқының аралық түрі» деп атайтын күйге түсті
Питтсбург университетінің қолданбалы физиология зертханасындағы Калуэй бастаған зерттеушілер тобы бір адамға денесінің табиғи дірілдеу реакциясын басатын ұйықтататын дәрі берді. 18 сағат өткенде оның дене температурасы 37°C-тан 35°C-қа түсті. Жүрек соғысы мен қан қысымы да төмендеді. Зат алмасуы, оған қоса тамақ, оттегі және көмірқышқыл газын шығаруға деген зәрулігі 20% азайды. Бірақ адам төсегінен тұрып, дәретханаға өздігінен барып, қарны ашқанда қоңырау соғып, ас-су сұрап отырды. Яғни оған катетер не тамырына түтік жүргізу қажет болған жоқ, ол әлі де жауап бере алатын, әрекет ете алатын халде болды.
Бұл адам жасы 21-ден 54-ке дейінгі дені сап-сау бес еріктінің бірі еді, олардың міндеті – Марсқа тоғыз айлық сапарға шыққан ғарышкерлерше тып-тыныш қараңғы бөлмеде мызғу. Жүрек саулығы мен жасанды гипотермия маманы – Калуэйге NASA адамды тыныс алу аппаратынсыз және қозғалтпай тастайтын дәрілерсіз қысқы ұйқыға кеткен жануардай ұйықтату жолын табуды тапсырған еді. Мәселені дексмедетомидиннің азғана мөлшері шешкендей. Калуэйдің айтуынша, бір ерікті ұйқылы-ояу жүргенімен, қажет жағдайда «кәдімгі аю сияқты» шұғыл әрекет ете алған екен.
Ғарыштағы «қысқы ұйқы» фантастикалық фильмдердің классикалық сюжетінде бар: мысалы, «Ғарыш одиссеясында» (2001) HAL 9000 борттағылардың кейбірін «сөндіріп» тастайды, ал «Жолаушылар» фильмінде Крис Пратт жалғызсырап кетіп Дженнифер Лоуренсты ерте оятып жіберді. Бірақ NASA 2030-жылдары адамды Марсқа жіберіп, бұл қиялды шындыққа айналдырмақ. Сол себепті адамды «қысқы ұйқы» күйіне енгізу – өзекті мәселе, NASA мен Еуропа ғарыш агенттігі Калуэй сияқты ғалымдарды қаржыландырып отыр. Ол ұзақ сапарды тездетіп, зеріккен ғарышкерлер арасында тууы мүмкін түрлі жанжалдың алдын алар еді. Ал зат алмасу баяуласа, жүк те азаяды: азық пен оттегі, тиісінше отын да үнемделеді. Ғарыш агенттіктері қаржыландырып жатқан кей зерттеуде бұл күйдің, мәселен, радиация залалын да тежеу мүмкіндігі тексерілуде. Бұл ұзақмерзімді ғарыш сапарларына бір адым жақындай түскеніміз болар еді, өйткені ондағы радиация деңгейі Жердегіден 200 есе жоғары болады. Еуропа ғарыш агенттігінің жетекші зерттеушісі Анжелика Ван Омбергеннің де айтуынша, Марсқа миссия жіберудегі ең үлкен кедергілердің бірі – ғарыштағы радиация.
Ғалымдар қысқы ұйқыны ғарышкерлерді ғарыштың тереңіне жіберу үшін ғана зерттеп жатқан жоқ. Жануарлар қысқы ұйқыға кетіп, одан қайта шыққандағы, яки денесі суып, зат алмасуы баяулаған анабиоз күйінің молекула деңгейіндегі құпия өзгерістерін анықтай алсақ, бұл физиологиялық «суперқабілет» Жер бетінде де сансыз адамның өмірін сақтап қалар еді. «Бұл бұрыннан белгілі қағида: температура түскенде, мысалы, қысқы ұйқыдағы жануарлар оттегінің де, қан айналымының да тапшылығына төзеді», – деп түсіндіреді Калуэй. Бірақ неге? Неге ұйқыда жатқан аюдың бұлшық еті семіп қалмайды? Қаны неге ұйып қалмайды? Жалпы, бұл процесс неден басталады? Осы сұрақтардың жауабын іздеген ғалымдар үлкен тарихи жаңалықтың алдында тұрғандай: қысқы ұйқыға кететін жануарлардың миында орталық «тетік» – қысқы ұйқының бар құдіретін іске қосатын жүйе бар болуы мүмкін.
Мысалы, аю сияқты температурамызды түсіре алғанда, инсульт, инфаркт кезінде дәрігер көмек көрсете алатын уақыт та ұзарар еді. Ал аю бұлшық ет массасын қалай сақтайтынын және инсулинге төзімділігін қалай қосып-сөндіретінін түсінсек, созылмалы семіздік пен қант диабетінің де емін табуымыз ықтимал. Жансақтау бөлімінде жеті күнде бұлшық ет массасының 10%-дай бөлігінен айырылуыңыз мүмкін, ал жасанды қысқы ұйқыда, бәлкім, оны баяулату не тіпті тоқтату мүмкін болар ма еді?
Ғалымдар жауабын басқа жануарлардан да іздеуде, себебі, әрине, қысқы ұйқыға кететін аю ғана емес. Колорадо мемлекеттік университеті зерттеушілерінің 13 жолақты сарышұнақ қалай тез семіріп алып, тәбетін толық сөндіретіндігіне қатысты ізденісі семіздіктің емін табуға жол ашуы мүмкін. UCLA ғалымдары сарыбауыр суырдың гендерін зерттеп, жыл сайын қысқы ұйқыдағы 7-8 айда «эпигенетикалық қартаюы толық дерлік тоқтайтынын» анықтаған. Германия зерттеушілері жарғанаттар төмен температурада қан айналымын қалай сақтайтынын зерттеп, оны адамның жасанды қысқы ұйқысына бейімдеуді көздеп отыр. Ал Аляска университетінде (Фэрбәнкс) биологтер назары дене температурасын 40 градусқа дейін түсіріп, жүрек соғысын минутына 5 рет соғатындай азайтып, 8 ай бойы нөлден төмен температурада өмір сүре алатын сарышұнаққа түсіп отыр. Мақсат – «қысқы ұйқыны қайталайтын» дәрі жасау, яғни адамды ауылдық ауруханада да, жолда келе жатқан жедел жәрдем көлігінде де күрделі жабдықсыз, қауіпсіз түрде қысқы ұйқы күйіне түсіретін дәрі. Мұндай дәрі жасушалық зат алмасуды әп-сәтте төмендетіп, жасушалар өлімін баяулатып, қысқы ұйқыға тән бірқатар биологиялық процесті іске қосар еді.
Калуэйдің «іңірдегі ұйқы» тәжірибесі жалпы не нәрсе мүмкін екенін көрсетеді, бірақ зертхана мен табиғат – екі бөлек әлем. Бізге қалай жұмыс істейтіні беймәлім табиғи «анабиоз тетігі» бар аюға қысқы ұйқыға кетуге дәрі керек емес. Десе де аюлар құпиясын қанша жасырса да, аса құнды мәлімет беріп отыр: олар кеміргіштерге қарағанда адамға көлем жағынан әлдеқайда жақын әрі ең маңыздысы, олардың дене температурасының төмендеуі адам өмір сүре алатын шектерге кіреді.
Наурыздың шуақты бір күні биолог Хайко Янсен Уошиңтон мемлекеттік университетінің Аюларды зерттейтін білім және қорғау орталығының маңында тұрды. Алдында салмағы 136 кг, жүні қалың, тырнағы 10 см Кио атты ұрғашы гризли аю бір зефирді шайнаңдап отырды. Ұйқыдан жаңа оянған Кионың жүні ұйпа-тұйпа, қимылы баяу демесең, тырнағы 10 см алыптың бойында қандай да бір терең биологиялық өзгеріс жүріп жатқанының айқын белгісі жоқ еді.
Сырттан қарағанда Кионың зат алмасу үдерісі адамдікіне еш сәйкеспейтіндей. Он-ақ күн бұрын сабан төсегінен тұрған аю асықпай құрғақ жемін, алма, бұлан сүйектері мен сан етін жей бастаған еді. Бұл оның бес айдан бергі алғашқы тамағы еді, сілекей бездері әлі де баяу. Артынша ол ішегінің төменгі бөлігінде жиналған өсімдіктерден, кепкен нәжістен, өлі жасушалар мен жүннен құралған «нәжіс тығынын» шығарып тастады. Осы үш негізгі әрекет, яғни ояну, тамақтану және нәжіс тығынын шығару оның жасушаларындағы микроскопиялық генетикалық «тетіктерді» іске қосып, қыс бойы созылған ерекше биологиялық циклдерден кері қайту процесін бастап берген тәрізді.
Кионың әдетегіден төрт есе баяу жұмыс істеген метаболизмі қайта іске қосылып, зефирді шайнауға тырысқан сәтте-ақ екі есе күшейген еді. Ал қалыпты шамадан 7 градустай төмендеген дене температурасы біртіндеп көтеріле бастады. Жүрегінің төрт бөлімінің қыс бойы тоқтап тұрған екеуі қайта соқты. Бірнеше ай бойы денеге қантты қашан сіңіру керегін айтатын гормон – инсулинге төзімді болып келген май жасушалары енді оған қайта жауап бере бастады. Айлап ашылмаған тәбеті ашылды.
Бес ай бұрын, қарашада Кио қысқы ұйқыға кетіп, тамақ ішуді қойғанда, асқазаны «тоқтау» күйіне өтіп, сілекей бездері жұмысын доғарып, денесіндегі май қоры жұмсала бастаған еді. Келесі айларда дене салмағы шамамен 20%, яғни 30 кг-дай азайды. Үдерісті жеңілдету үшін денесі инсулинге төзімділік күйіне көшті, ол қысқы ұйқыдағы жануар үшін пайдалы құбылыс. Адамға ол зиян – көбіне диабетке әкеледі. Ал аю бұл төзімділікті жыл мезгіліне қарай қосып-өшіреді әрі денсаулығына еш зиян келмейді. Осы тетіктің қыр-сырын білсек, бәлкім, оны адамдарға да үйрету жолы табылар ма еді?
Бұл идеяға 2018 жылы сенім күшейді: Канада зерттеушілері алғаш рет гризли аюдың толық геномын жариялаған еді. Бір жыл өткенде Янсен жетекшілік еткен команда РНҚ секвенирлеу әдісімен аюдың бұлшық ет, май және бауыр тіндерінде қысқы ұйқыға дейін, ұйқы кезінде және ұйқыдан кейін қандай гендер белсенді болатынын анықтады: 30 723 геннің кемі 10 000-ының белсенділігі мезгілге қарай өзгеріп отырады. Қазір Янсен аюлар инсулинге төзімділігін нақты қалай қосып-өшіретінін түсіну үшін, Пулмен аюларының қан үлгілерінен түрлі уақытта алынған дің жасушаларды зерттеп жүр. Ол белгілі бір гендерді әдейі өшіріп, Петри тостағанындағы май жасушалары колонияларын өсіріп көріп жүр.
«Біз диабетті толық еңсереміз деп отырған жоқпыз, – деп нақтылайды Янсен. – Бірақ сезімталдығы өзгеретін бұл жасушаларға қарап, кемінде не болып жатқанын түсінуге алғашқы қадам жасай аламыз».
Қысқы ұйқыға кеткен Арктика сарышұнағының дене температурасы 40 градусқа дейін төмендеуі мүмкін, бұл кезде ми белсенділігі байқалмай қалады дерлік. Анабиоз күйінен қысқа, реттелген жылыну толқындары кезінде нейрон байланыстары қайта оянып, тіпті көбейеді – бұл үдеріс нейропластика деп аталады және ғалымдар оның деменцияны емдеу мүмкіндіктерімен байланысын зерттеуде.
Қысқы ұйқыдағы аюлар температураның күрт төмендеуін бастан кешірмейтіндіктен, олар – адамдарды зерттеу үшін өте қызықты үлгі. Олар ұйықтап жатқанымен сергек болады. Бес айлық ұйқысы үстірт, қажет болса оянып, төтенше жағдайға жауап бере алады; кірекейлері туып, қонжықтарын емізеді.
Кионың жүрек жұмысына қарап, қан ұйып қалу жағдайларын да жақсырақ түсіне аламыз. Кионың жүрегі әдетте минутына 80–100 рет соқса, қысқы ұйқыда минутына бар-жоғы 10 рет соққан. Әдетте мұндай жағдай адамда болса, қан қоюланып, қауіпті тромбтарға айналып, инсультке әкеп соғар еді. Янсен: «Біз ондайда өліп кетер едік», – деп ашығын айтады. Ал аюдың қан ұюына жауапты тромбоциттері қысқы ұйқыда күрт азаяды.
Адам қысқы ұйқыға кетуді кімнен үйрене алады? Аюдан. Ғалымдар аю қысқы ұйқыға қалай кететінін анықтап, бір күні адамға да сол қабілетті үйретпекші.
Инсульттің алдын алу
Қысқы ұйқыдағы аюдың жүрек соғысы минутына 80–100 реттен 10 ретке төмендеп, қан айналымы 25% баяулайды. Адамда мұндай күрт баяулау қан ұюына, жүрек талмасына не инсультке әкеп соғуы мүмкін. Аюға жаратылысынан қанды ұйытатын ақуыздарды бәсеңдететін гендер берілген.
Қант диабетін болдырмау
Қысқы ұйқыда аюдың бауыр және май жасушалары инсулинге төзімді болады, яғни олар энергия беретін қанттың орнына артық майын жағады. Ұйқыдан кейін бұл инсулинге төзімділік толықтай жойылады. Ғалымдар осы «тетікті» іске қосатын гендерді іздеп жатыр, өйткені бұл адамға да қолдануға болатын жаңалық болуы мүмкін.
Майды дұрыс жерге жинау
Аю қысқы ұйқы алдында дене майын 40%-ға дейін молайта алады. Адамда мұндай семіру, әсіресе май органдар маңына жиналғанда жүрек жеткіліксіздігі, ұйқы апноэсі және қатерлі ісік сияқты ауруларға алып келуі мүмкін. Ал аю майды негізінен тері астында сақтайды, бұл — денсаулыққа ең аз зиян келтіретін аймақ.
Оттегіні ретімен пайдалану
Қысқы ұйқыдағы аю тынысын минутына 15–30 реттен 1–2 ретке дейін азайтады, бұл оттегіге деген сұранысты 75% төмендетеді. Адамда оттегі тапшылығы талып қалуға, ми, жүйке және өкпе зақымдануына әкелуі мүмкін, бірақ кей кезде, мысалы, жансақтау бөлімінде, өмірін сақтап қалуы да мүмкін.
Қалдықты қайта өңдеу
Бір таңғаларлығы, қысқы ұйқыдағы аюда зәрмен бірге шығатын, ақуыз ыдырауынан пайда болатын несепнәр қайтадан ақуызға айналады. Адамға ол зиян: зәр не нәжіс жиналып қалса, бүйрек жетіспеушілігі мен сепсиске әкелуі мүмкін.
Бұлшықет өсіру
Адам бір апта қозғалыссыз жатса, бұлшық ет массасы кеми бастайды. Ал аю қысқы ұйқыда жатып та ақуыз бен аминқышқылдарын қайта өңдеп, сүйек тығыздығын сақтап, тіпті жаңа бұлшықет түзе алады.
Бірақ Кионың бұлшық ет массасын сақтап қалу қабілеті зерттеушілерді ерекше таңғалдырды: адам бір апта белсенді болмаса, бұлшық еті кеми бастайды, ал Кио қыс бойы дамыл таппай тышқан аулап шыққандай оянған еді. Аляскада зерттеушілер Вадим Фёдоров пен Анна Горопашная аюлардың мұны қалай жүзеге асыратынын зерделеп, адамға мұндай қабілет біте алар-алмасын тексеруде. Ерлі-зайыпты орыс ғалымдар Аляска университетінің Арктикалық биология институтында (Фэрбәнкс, IAB) эволюциялық генетика саласында жұмыс істейді. Жиырма жыл бұрын екеуі қолға үйретілген қара аюлардан алынған тін үлгілерінің ген экспрессиясын зерттей бастағанда, нәтижелеріне қатты таңғалған еді.
Бұлшық ет ақуыздарын түзетін ондаған ген метаболизмнің бірталай күшін жұмсайтын күрделі әрекетке көшетін болып шықты. Екеуі 2011 жылы бұл құбылыс туралы алғашқы ғылыми мақаласын жариялады. Қазір олар жаңа ДНҚ секвенирлеу технологияларының көмегімен екі есе көп генді жоғарырақ дәлдікпен зерттей алады. Сөйтіп екеуі жасушалардағы «пульт» деп танылған mTOR-дың ізіне түсті – ол жасуша бөліну жылдамдығын басқаруда маңызды рөл атқарады. Әдетте қоректік заттар тапшы болса, сүтқоректілерде mTOR деңгейі төмендеп, жаңа жасушалар түзілуі бәсеңдейді, бүкіл энергия бар жасушаларды сақтауға жұмсалады. Ал қысқы ұйқыдағы аюдың бұлшық етінде зерттеушілер бұрын да байқаған құбылыс тағы да расталды: mTOR деңгейі, керісінше, артады.
Фёдоров пен Горопашнаяның басы қатты: аю қысқы ұйқыда да жаңа бұлшықет түзе алса, қажетті қоректік заттарды қайдан алады? Уисконсин және Монреал университеттерінің зерттеушілері ұсынған жауап – микроб. Қысқы ұйқыға кететін басқа жануарлар, зерттеулер көрсеткендей, ұйқы кезінде зәр шығарудың орнына несепнәр құрамындағы азотты қайта өңдейді, ал ішектегі микробтар оны сіңіріп, аминқышқылдарға айналдырып, содан бұлшық ет түзілетін болуы мүмкін.
Фёдоров пен Горопашная транскрипцияның бастапқы бөлігіндегі айрықша қуатты бұлшық ет регенерациясын іске қосатын бір генді тапса, ол медицинада үлкен серпіліс болар еді. Жансақтау бөліміндегі науқастардың бұлшық еті жоқ болып кетпес еді, ғарышкерлер тынығып жатып та бұлшық ет жинай алар еді.
Ал егер қысқы ұйқының осындай әртүрлі әрі ерекше үдерістерін бір-ақ дәрімен бірден іске қоса алсақ ше? Бұл сұраққа жауап табу үшін ғалымдар қысқы ұйқыға кететін жануарлар әлемінің ішіндегі ең «экстремал» мысалды зерттеуге кірісті.
Арктика сарышұнағы (жүні алтын түстес, тұмсығы түймедей, Багз Банни сияқты алдыңғы екі тісі сойдиған ұсақ кеміргіш) дене температурасын күрт түсіріп, жүрек соғысын баяулата алады, минутына бір-ақ рет тыныс алып, бірнеше ай бойы нөлден төмен температурада тірі жүреді. Және бұларды зерттеу аюды зерттегеннен оңай.
«Көзін ашқанша ғана, – дейді жылы жүзді, ақ шашты нейробиолог, IAB-дің Зат алмасу жөніндегі трансформациялық зерттеу орталығын басқаратын Келли Дрю мақта мен ағаш ұнтағынан жасалған ұядан бүрісіп жатқан қалың түкті сарышұнақты шығарып алып жатып. – Оянғанда ол да тістейді».
2000 жылдардың басында Дрю АҚШ әскерін қысқы ұйқыға жауапты ми химикаттарын анықтайтын зерттеуді қаржыландыруға көндірген. Кейін оларды адамдарға сынап көріп, соғыс алаңындағы жаралы сарбаздарға көмек көрсетудің жаңа тәсілдерін шығаруға болар еді.
Дрю сарышұнақты зерттеудегі алғашқы жетістігіне 2005 жылы қол жеткізді. Оның бір студенті ғылыми әдебиетті ақтарып отырып, Жапония зертханасының мақаласына тап болды. Жапон зерттеушілері Дрю көздеген нәтиженің «кері нұсқасына» қол жеткізген: қысқы ұйқыда жатқан аламанның ми жасушаларындағы аденозин химикатының реакциясын бұғаттап, жануарларды оятатын дәрі тапқан.
Дрю аспиранттарының біріне аденозиннің синтетикалық баламасы – 6-Циклогексиладенозинді (CHA) сарышұнақтың миына тікелей енгізіп көруді тапсырды. Кофеин сияқты аденозиннің әсерін бұғаттаудың орнына, CHA, керісінше, аденозиннің әсерін қайталайды. Оны жазда, қысқы ұйқы кезеңінен тыс бергенде, түк болған жоқ. Ал қысқа қарай қайта бергенде, CHA сарышұнақты терең анабиозға түсіріп жібергені сонша, аспирант сарышұнақты өлтіріп алдым деп шошып кеткен.
«Бауыр басып қалғандықтан, қатты мұңайып қалған еді, – деп еске алады Дрю. – Сосын жануарды ветеринарға аутопсия жасатуға алып барды».
Ветеринар құрал-сайманын алып, өлі жануардың денесін енді тілмек болғанда, ол қимылдай бастайды. Осылайша, зертхана алғаш рет сарышұнақты бір тетігін басып қалғандай жасанды қысқы ұйқыға жатқызды.
Дрюдің студенті жапондардың аденозин туралы мақаласын тапқан дәл сол сәтте жаһанның басқа шетінде Италияның Болонья университетінде тағы бір аспирант, Доменико Тупоне, дәл сол бағытта зерттеу жүргізіп жатқан еді. Бірақ оның ізденісі қысқы ұйқының өзі емес, оның бір бөлігі – ұйқы кезінде дене температурасын реттейтін ми жүйелеріне бағытталған еді. Оның командасы егеуқұйрық миының төменгі бөлігіндегі кішкентай нейрон шоғыры бүкіл денеге температураға қатысты сигналдарды жеткізеді деп болжады. Олар бұл нейрондарды инъекция арқылы уақытша сөндіріп, егеуқұйрықты қараңғы, суық торға салды. Эксперимент гипотезаны растады: Тупоне мен әріптестерінің көзінше егеуқұйрық терең гипотермия күйіне түсіп кетті – мұндай күй әдетте өлтіріп жібереді.
Бірақ бір гәп бар еді.
Алты сағат, төрт инъекциядан кейін, қан қысымы түссе де, егеуқұйрық тірі еді. Ал ғалымдар оны тордан шығарып, денесін жылытқанда, түк болмағандай жүріп кетті. Кейін зерттеушілер кеміргіштің бас сүйегіне жалғанған электродтар жинаған ми толқындарын тексеріп, ғалым Маттео Черри бірдеңе байқағанда, Тупоненің зерттеуінің бағыты бұрылды: ми толқындары таныс көрінді, Черри дәл сондай пішінді қысқы ұйқыға кететін жануарлардан көрген. Бірақ бір маңызды айырма бар еді: Арктика сарышұнағына қарағанда, егеуқұйрық табиғатта қысқы ұйқыға кетпейді. Тупоненің көкейін бір сұрақ тесті: тумысынан қысқы ұйқыға кетпейтін жануарды қауіпсіз түрде сол күйге түсіру мүмкін болса, оны адамға да істеп көруге болар?
Одан кейінгі жылдары Тупоне көмескі барларда қағаз бетіне адамды қысқы ұйқыға жатқызатын нейрон тізбегі қандай болуы мүмкін екенін жобалаумен болды. Түнімен дөңбекшіп, Дрюдікіндей «қысқы ұйқыны қайталайтын», тамырдан жіберілетін, жедел жәрдем жолда келе жатып та қолдана алатын, жасушалар өлімін тежейтін «революциялық» дәріні армандады. Күмәні жоқ еді: оны қауіпсіз түрде іске қосу жолы табылса, адамның жасанды анабиоз күйі ғылым әлемін түбегейлі өзгертпек. Бірақ екі зерттеуші үшін де келесі қадам, яғни адамдарға сынақ өткізу ең ауыр кедергі еді.
Дрюдің «қысқы ұйқыны қайталайтын» дәрісін сарышұнаққа беру үшін команда миға күрделі хирургиялық ота жасауға жиі мәжбүр болды. Адамдарға дәрі тамырдан енгізілуге тиіс болар еді. Бір қырсығы, аденозин рецепторлары әр жерімізде бар, ал оларды түгел іске қосу жүрек талмасы сияқты жағымсыз жанама әсерлерге әкелуі мүмкін. Тағы төрт жыл созылған сәтсіз сынақтардан соң Дрю препаратты бір қосылыспен біріктіріп, жүрек талмасы қаупін жойды. Қазір ол қандағы қант деңгейінің ауытқуын тудыратын тағы бір кедергіден құтылудың амалын іздеуде, әйтпесе ол да құрысуға, тіпті өлімге әкелуі мүмкін.
«Дәрі жұмыс істейді, — дейді Дрю. — Температура төмендейді. Енді оны мүмкінінше қауіпсіз ету керек. Медицинада дене қызуын реттеудің түрлі жолы бар, бірақ ағзамыз оған әдетте төтеп береді. Ал «қысқы ұйқыны қайталайтын» дәрі сол суыққа қарсы реакцияны айналып өтеді де, дәрігер денені өзі қалаған температураға келтіре қояды». Бірнеше сағатта емес, минутта.
Тупоне болса Портлендтің Орегон денсаулық және ғылым университетінде, дене қызуын реттейтін ми жүйелерін зерттеудегі әлемдік сарапшы – Шон Моррисонның жетекшілігімен зерттеу жүргізіп жатқан еді. Басты мақсаты температураға жауапты тізбектер картасында мидың жаңа аймақтарын қамту еді, ал бос уақытында ол әлі де қысқы ұйқыны іске қосатын «тетікті» іздей берді.
2016 жылы ол бір қызық биологиялық құбылысты байқап, бірдеңеге жақындап қалғанын түсінді. Моррисон екеуі әлгі италиялық егеуқұйрықтар гипотермияға түсіп, аман шыққан экспериментке ұқсас сынақ жүргізіп жатты. Бұл жолы Тупоне кеміргіштің ми бағанына баратын жүйке шоғырын пышақпен кесіп, температура сигналдарын дененің шетіне жеткізетін жолды үзіп жіберді.
Нәтижелер тағы да сүтқоректілер физиологиясына тән ережелерге қайшы келді. Жануар суыққа да, ыстыққа да жауап бере алмай қалуы керек еді, бірақ Тупоне ол қабілетті, керісінше, арттырып жібергендей болды. Егеуқұйрықты полиэтиленге орап, үстінен ыстық су құйғанда, денесі одан да көп жылу бөле бастады. Ал мұздай су құйғанда, миы дене температурасын әдеттегіден де тез түсірді.
Тупоне мен Моррисон маңызды бір жаңалық ашқанын бірден ұқты. Нәтижелер мида дене температурасын реттейтін, белгісіз боп келген екінші жүйе барын көрсетті. Бұл жүйе қысқы ұйқыға кіріп-шығуға жауапты болса керек. Құбылысқа «терморегуляторлық инверсия» (TI) деп ат қойды. Бірақ ол нақты қайда орналасқан және оны қалай іске қосуға болады?
Сегіз жыл созылған сынақтардан соң, Тупоне мен Моррисон биылғы қаңтарда мақала жариялап, егеуқұйрық гипоталамусында бір кішкентай нейрон тобы – вентромедиалдық перивентрикулярлық аймақ (VMPeA) белсенді болғанда зат алмасуды баяулатып, дене температурасын төмендетіп, ми толқындары мен жүрек ырғағын қысқы ұйқыға тән күйге түсіріп қана қоймай, ағзаның температура реттейтін қалыпты жүйесін кері айналдырып, анабиоз күйіне кіріп-шығу үдерістерін іске қосатынын мәлімдеді. «Анабиоз тетігі» ақыры табылғандай.
Тупоненің ойынша, тетік қысқы ұйқы жүйесінің толық жетілмеген, бірақ көп жануарда сақталған нұсқасына жалғаулы. Оның бір болжамы – эволюция бұл жүйені өшіріп тастау үшін ең тиімді жолды таңдаған: оны автоматты түрде іске қосатын тетіктен ажыратқан.
«Үйіңдегі жарықты жағатын барлық сым бар, бірақ оларды тетікке жалғамағансыз, – дейді ол. – Біздіңше, адам ағзасында да бүкіл жүйе сақталған, тек тетігі ажыратылған. Қазір Тупоне бұл тұжырымды нақтылау үшін Келли Дрюдің зертханасымен бірігіп, Арктика сарышұнағының ағзасынан сол жүйе мен тетікті іздеуде. Сондай-ақ ол егеуқұйрықтардағы «тетікті» инвазивті ми отасынсыз-ақ іске қосатын дәріні де дайындап жатыр.
Алайда әр жетістік жаңа сұрақтарға жол ашады. Қаңтарда жарияланған зерттеуде Тупоне мен Моррисон бұл «тетікті» іске қосу үшін миға инвазивті ота жасап, дәріні жалпы аймаққа қолмен енгізуге мәжбүр болды. Бірақ мидағы бұл көзге көрінбейтін кішкентай аймақта миллиондаған нейрон шоғырланған, оның ішінде мүлде басқа қызмет атқаратын жүйке жасушалары да көп. Жанама әсер келтірмей бұл тетіктің өзін ғана іске қосу үшін Тупоне сол нейрондарды дәл анықтап, тек қысқы ұйқыға қатысты жасушаларға әсер ететін дәрі жасауы керек болады.
Бірақ бұл – мәселенің бір шеті ғана. Адамның тітіркену реакциясын басу үшін анестезиологтер әдетте бұлшық ет босаңсытатын не сал ететін дәрілер қолданады. Олар тыныс алуды да басып тастайды, содан дәрігерлер науқасқа түтік қойып, оны медициналық комаға түсіруге тиіс болады. Сол себепті жасанды гипотермия қазіргі таңда ауруханадан тыс жасалмайды. Бұл әдіс инсульт болғанда да жарамсыз, өйткені анестезия беріп, түтік қойғанға дейін қан қысымы түсіп, ми жасушалары онсыз да тұншығып жатқанда, қосымша оттегіден де айырылады. «Бұл инсультті тіпті өршітіп жіберуі де мүмкін, – дейді Питтсбург университетінің зерттеушісі Калуэй. – Бірақ, шіркін-ай, дене температурасы түсіп, катетеризация бөлмесіне апарып қан ұйындысын алып тастағанша, миыңыз инсультке сәл ұзақтау шыдай тұрса ғой».
Жедел жәрдем маманы ретінде Калуэй бұл әдістердің адамға беретін пайдасын да, аю мен сарышұнақтың адамнан айырмасын да көбімізден жақсы түсінеді. 90-жылдардан бері жүрек пен ми жарақатын алған науқастарға гипотермияны қолдану әдістерін зерттеп, жетілдіріп келеді. Ол сондай-ақ Америка Жүрек Ассоциациясының Жүрек-қан тамырларына жедел көмек комитетінің төрағасы болған. Сондықтан NASA оны әдістері ғарышкерлердің зат алмасу қажеттіліктеріне келер-келмесін анықтау үшін Ғарыш Денсаулығы жөніндегі Трансляциялық зерттеу институты арқылы қаржыландырып отыр.
Әзірге бірнеше мәселе бар. Денсаулығы дұрыс бес еріктінің қан қысымы мен жүрек соғысы төмендеді, бұған жүрек-қан тамырлары не басқа да ауруы бар адамдар шыдамауы да мүмкін. Және бірер күнде бес «жалған ғарышкердің» бәрінің ағзасы тыныштандырғыш дәріге төзімділік қалыптастырды, яғни уақыт өте әсері бәсеңдейді.
Калуэй бұларды шешуге болады дейді. Айтуынша, бұл – алғашқы қадам ғана, ал бүкіл процесс 10–15 жылға созылуы мүмкін – Рип Ван Уинкл үшін бұл бір мызғып алатын уақыт. «Әлі көп ғылыми жұмыс атқару керек, – дейді ол. – Бірақ қуана-қуана кірісемін, бұл құр қиял емесі анық болды».
Бес ерікті қатысқан сынақта мотивация жоғалмас үшін Калуэйдің командасы зертхана қабырғаларына постерлер іліп қойған еді: ғарышта қалқып жүрген жерсерік, астында айналған Жердің көгілдір, ақ жолақтары; кратер қаптаған Айға ұқсас жап-жарық планета; алыс галактикадан атқылаған кемпірқосақ түстес жұлдыз сәулесі. Қазір мұндай мекендерге түсімізде ғана жете аламыз. Бірақ жақын келешекте, бәлкім, «қысқы ұйқысынан» оянған бір ғарышкер, соның бәрін өңінде көрер.
Мақала National Geographic Qazaqstan журналының 2025 жылғы қарашадағы санынан алынды.
