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探索低温下的复活之谜
http://www.100md.com 2004年2月5日 《当代健康报》 2004.02.05
     自然界中有些生物能够死而复活,科学家在实验中也观察到许多生物复活的现象。1938年一位美国科学家作过一个有趣的试验:将一尾色彩鲜艳,款款善游的金鱼从水中取出,当它表面稍微干燥之后,投入-210℃的液态氮中,金鱼顿时冻成坚硬、类似化石的僵鱼,然后在低温条件下将它保存起来,过了些时日又将它解冻,令人惊奇的是金鱼照样能活过来,而且机体没有遭受任何损伤。

    关于复活现象的研究,给人类带来一个诱人的希望:是不是可以利用干燥或冷冻的办法,使动物乃至人在一段时间内停止生命活动,然后再复活,以达到延长生命的目的呢?现在,这一设想正在变为现实。科学家曾经对患有肿瘤的病人进行了全身冷冻,使他进入"人工睡眠"状态,五天五夜后将他放在温暖的地方,使他清醒过来。经过几次这样的人工睡眠之后,病情有了明显的好转。这项试验的成功,极大地增强了人们延长生命的信心。

    复活之谜仍未解开

    现在,人们发现的复活现象越来越多,但是复活之谜仍未解开。在19世纪的法国,有个工人曾经从100多万年前形成的石灰层中的一块石头里劈出四只蛤蟆,它们居然还能活动。在北美洲墨西哥的一个石油矿中,当一只沉睡了200万年的青蛙被人们挖出来后,还复活了两天。20世纪40年代,苏联人在北极圈附近的西伯利亚工地施工时,在数米深的冰冻层发现了一只僵硬如石头的蜥蜴。人们万万没有想到这只冰冻"化石"蜥蜴在"生命之光"阳光的催促下,神奇地苏醒过来;遗憾的是,它只活了几天便又呜呼哀哉了。后来经科学家鉴定,这只蜥蜴原属5000年前在地球上灭绝的品种。
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    1974年,美国科学家在年均气温-55℃~-57℃的南极大陆严寒冰块中,曾发现冻结上万年的细菌,在实验室里经加温复原,这种低等生物居然又苏醒过来继续其生命的旅程。作为高等动物的人也有类似经历:1987年,两名年轻的妇女在美国亚利桑那州滑雪场被一场暴风雪埋葬在雪堆里,10天之后当人们发现时,她们却仍然奇迹般地活着。她们赖以生存的仅仅是一小袋花生米和一小只甜圆面包。

    上述从低等生物到高等动物,诸多在低温条件下得到良好保存,解冻后复苏、生还的奇迹,虽然说明了生命是顽强的,但复活之谜远没有被揭开。然而,这些奇迹又唤起了身患绝症者的强烈愿望,更启发了科学家向这个生命禁区的挑战。

    人类挑战生命禁区

    1967年1月19日,美国物理学家贝德福首先勇敢地走向计划中的死亡,他让医生抽尽自己全身的血液,然后注入化学药液,将躯体速冻至-196℃,密封于不锈钢的容器内,打入-200℃的冷宫。贝德福之所以自愿接受他想象中的有限期死亡,首先因为他已患了不治的癌症;其次他相信动物生命在-196℃的条件下可以长期保存,但关键在"速冻",速冻可以避免冻"缓"过程中生物体内细胞液体结成冰冻块,造成动物生命受"低温损伤"而死亡,以致日后无法复苏;其三,他深信随着科学的发展,在未来人类终将战胜癌症。
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    美国物理科学家贝德福的惊人之举,反映了"低温科学"已在当今医学科学领域里的崛起。目前,在美国的纽约、洛杉矶等大城市已相继成立了"遗体冷藏会",有些身患绝症的人希望采取贝德福的奇特死亡方式和埋葬办法,期望自己是"暂时的"或是"有期限的"死亡。

    物理学家的梦也曾经迷惑了好莱坞大明星伊丽莎白·泰勒。她在歌坛王子麦克尔·杰克逊的力荐下,居然与一家冷冻实验室签下一项"未来复活计划",愿死后把头冷冻保存,有朝一日选择一具苗条身躯,接上复活。

    1990年4月,美国数学家唐纳生向加州某高等法院提出以下申请:"我的脑部长了一个无法用手术除去的恶性肿瘤,医生说我在三年后死亡的可能性将降至百分之六十。我希望法院能允许我趁脑部机能尚未被破坏,将头部以冷冻法保存下来。"唐纳生认为,未来的医学技术将可以移植脑部,到时不难找到身体来搭配,只求保有原来的思想即可。早在1972年,一个名叫"阿尔可延长生命基金会"的非盈利民间组织在美国成立。该会专门为染上重病的人提供冷冻服务,以等待科技更进步的明天。目前共有数十具人体或头颅保存在该会,这些人患有癌症、艾滋病等"绝症"。"阿尔可延长生命基金会"的分会遍布于英国、西德、澳洲等地,已登记接受服务的会员达数百万人之多。
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    20世纪90年代初,原苏联基辅大学的基因学家在冰天雪地的西伯利亚北部发现大批千年古尸,由于终年严寒的气候使这些尸体得以完好地保存。这萌发了苏联科学家进行一项大胆的科学实验:由于近年来"冷冻保存精子"已使许多不孕的父母有了自己的小孩,因此,尸体完好的古代维京战士的精子也有可能解冻复活,注入今人妇女体内受孕怀胎。据当时报纸介绍,一位苏联女科学家自告奋勇接受实验,并受精怀胎。科学家的实验不仅是为了获得近似古代维京人的后代,更重要的是研究维京人的异常基因的结构,以助于在医学上治疗当今人们的一些遗传疾病。

    科学家预言:"冰柜"睡眠

    将使人类寿命延长3倍

    如何延长生物的寿命,其因素是十分复杂的。但其中有两点是不可忽视的--即保持低温生活和科学合理地安排睡眠。睡眠能尽量减少生命体的能量消耗,延缓新陈代谢。近来科学家们还发现,在低温条件下睡眠更能抑制生物体的生化活动。例如,象征长寿的乌龟便有嗜睡的习惯,它不仅要冬眠还要夏眠,一年要睡上10个月左右。生命在其躯体内缓缓地流动,使它成为生灵中的老寿星。在我国河南省南阳市几年前就曾经展出过一只已逾千年的乌龟。然而人不能靠睡眠过日子,因为人的生命有其自身的价值,但是,人如何才能睡得科学、活的更久远呢?
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    最近,美国科学家对动物进行大量的冷冻睡眠实验后发现,兔子和老鼠经冷冻睡眠可以使生命延长3倍。因此,美国全国毒物学研究中心的著名生物化学家特塔鲁博士惊人地宣布:在不久的将来,人们将选择"冰柜"睡觉,那时150岁的人赛过现今50岁的人,身体健康,精力充沛,外貌漂亮。这种特制的"冷房"在夜里可安全地将人的体温降低15度左右,随着体温的下降可以促使所有的体内运动减缓,近于静止状态,就像乌龟进入冬眠。到了天亮,"冷房"又会自动升温,使人的体温恢复正常。人如果能坚持夜间"冬眠",还可以延缓脸上的皱纹,消除许多疾病。这样人也能像实验室里的兔、鼠一样,成倍地延长寿命,达到200岁。

    不过,人要像动物一样安稳地"冬眠",养精蓄锐,尚有无数的障碍,其中就有人体如何适应冷温的问题,即便在动物中这种低温适应能力也是千差万别的。如一般动物体温难以适应接近冰冻的温度,而阿拉斯加北极地带有种松鼠却能对付这种超冷状态而无伤于身躯,其中的奥妙至今仍是个谜。

    低温生物学发展令人振奋
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    人体冷冻复活这个"天方夜谭"究竟能否变为现实?专家们认为,虽然一些细胞能在-196℃低温下长期保存,在实践中已日益广泛地应用,但是,大多数生物材料的低温保存仍然困难重重。从理论上来说,若是一个生物能在4℃的环境下存活2小时,那么,在-40℃下就能保存数日,在-80℃下可保存数月,而在-196℃下则可望保存几个世纪。然而,由于各种生物细胞的降温和复温率千差万别,使用的抗冻剂也要求千变万化;加之,由于生物器官体积较大,很难达到内外温度一致和浓度一致。所以直到目前能实现低温保存的生物材料仍大多数限于细胞,少数是组织,如皮肤、角膜等,几乎没有器官,更不用说人的整体了。上面提到的"遗体冷藏"组织曾要求加入国际低温生物学会就遭到拒绝。原因是后者认为他们从事的并非真正的科学研究,这些躯体在冷冻过程中实际上早已真正死亡。

    但是,现代低温生物学的发展势头,是令人振奋的。目前,生物材料的低温保存在医学上的应用已有突破性的进展,主要用于自体移植和异体移植,如人的血液及其某些成分、精子、胚胎、骨髓细胞、皮肤、胰腺组织、甲状腺,以及制药用的高品位菌种等。上海瑞金医院曾对一位老年严重甲亢病妇女进行甲状腺全切除手术,上海机械学院低温生物工程研究室就曾协助医院将患者的甲状旁腺进行低温保存,而救活了患者生命。哺乳类动物精子和胚胎的低温保存已较广泛地应用,使良种奶牛可以超越空间和时间,万里传种;也可以使良种母牛只排卵,"借腹怀胎",而不必自身怀孕生崽。我国珍稀动物大熊猫已成功地实现了用低温保存的精液让雌熊猫怀孕,产下幼仔。

    至于人体低温保存的前景也非黯淡无光,因为现在对人体生命之谜的认识虽有极限,而未来的认识却是无限的。自1949年英国生物学家波尔格和史密斯偶然发现加甘油的精子以低温保存而不死亡以后,20世纪60年代实现血液保存,70年代实现牛、羊胚胎保存,80年代实现胰岛细胞保存,体积由小到大,由简单到复杂,保存的时间也越来越长。如以上述规律推算,估计到2010年左右可实现肾、肝等器官的低温保存,到2060年左右就有可能实现对人的整体低温保存。目前,科学家们正在研究溶液非晶体固化的低温保存方法,这样就可以越过降复温过程中"危险温度区",以求得最佳的冷冻保存方案。, 百拇医药