Anabiosis

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Anabiosis ( del otro griego ἀνα-βίωσις, ἀνα-βίωσεως  "regreso a la vida, resurrección" ← otro griego ἀνᾰ-  prefijo con significado de repetición + βίωσις, βίωσεως "vida") [1]  - ralentización temporal o cese de los procesos vitales en el cuerpo bajo la influencia de factores externos o internos. Al mismo tiempo, la respiración, los latidos del corazón y otros procesos vitales se ralentizan tanto que solo pueden detectarse con la ayuda de equipos especiales.

Algunos seres vivos son capaces de caer en animación suspendida en condiciones desfavorables para su vida.

Este término fue propuesto en 1873 por el científico alemán Wilhelm Preyer en su resumen del estudio del fenómeno del cese temporal de la actividad vital .

La anabiosis se observa con un fuerte deterioro de las condiciones de existencia (baja temperatura, falta de humedad, etc.). Con el inicio de condiciones de vida favorables, se restablece el nivel normal de los procesos de vida. Los más resistentes al secado, calentamiento, enfriamiento son bacterias formadoras de esporas , hongos , protozoos (formando un quiste ). En los organismos multicelulares, una desaceleración en la actividad vital y su parada casi completa han entrado en el ciclo de desarrollo normal  : semillas , esporas .

Los organismos más pequeños (por ejemplo, embriones de hasta ocho células) se pueden criopreservar y luego restaurar. Algunos de ellos existen en estado de animación suspendida hasta 13 años [2] [3] .

En un estado de animación suspendida, algunas bacterias pueden tolerar temperaturas tan bajas como -250 °C.[ aclarar ]

Los animales que entran en un estado de animación suspendida pueden perder la mitad y hasta las tres cuartas partes del agua contenida en los tejidos. La anabiosis, en comparación con el estupor y la hibernación , se acompaña de una supresión más profunda de la actividad vital.

El fenómeno de la anabiosis durante el secado y el enfriamiento se utiliza para la preparación de vacunas vivas secas , el almacenamiento a largo plazo de cultivos celulares y la conservación de tejidos y órganos.

Experimentos

Inducción de temperatura de la anabiosis

Bajar la temperatura de una sustancia reduce la actividad química según la ecuación de Arrhenius . Esto incluye procesos vitales como el metabolismo .

Rango hipotérmico

En junio de 2005, los científicos del Centro de Investigación sobre Problemas de Reanimación dieron su nombre. P. Safar, de la Universidad de Pittsburgh , anunció que pudieron sumergir a los perros en animación suspendida y, posteriormente, devolverlos a la vida, prácticamente sin daño cerebral . Para hacer esto, se extrajo sangre de los animales y se reemplazó con una solución de inyección, que llenó todo el sistema circulatorio para mantener el organismo vivo en un estado de refrigeración. Al cabo de tres horas de muerte clínica, la sangre volvía al sistema circulatorio y el latido del corazón se restablecía mediante una descarga eléctrica. Después de eso, el corazón comenzó el proceso de circulación sanguínea en el modo normal. Así, los animales fueron devueltos a la vida. [cuatro]

El 20 de enero de 2006, los médicos del Hospital General de Boston , Massachusetts , anunciaron que pondrían a los cerdos en animación suspendida mediante un método similar. Los cerdos fueron anestesiados y simularon la pérdida de sangre con un bisturí, como en las lesiones graves (p. ej., aorta perforada , como podría ocurrir en un accidente automovilístico o una herida de bala). Después de que los cerdos hubieran perdido aproximadamente la mitad de su sangre, la sangre restante se reemplazó con solución salina fría . Después de que la temperatura corporal alcanzó los 10 °C (50 °F), los vasos sanguíneos dañados se repararon y se devolvió la sangre. [5] Este método ha sido probado 200 veces con una tasa de éxito del 90 %. [6]

A partir de mayo de 2014, un equipo de científicos del UPMC-Presbyterian Hospital en Pittsburgh planea probar el método anterior en víctimas de armas de fuego (o aquellas que sufren lesiones y lesiones similares). Se realizarán pruebas en diez de estos pacientes gravemente heridos. Sus resultados de supervivencia se compararán con diez pacientes similares que no tuvieron acceso al método anterior. Actualmente, este procedimiento se utilizará en la criopreservación de emergencia y en la reanimación . [7]

Gama criogénica

Este concepto es teórico ya menudo se malinterpreta. Una persona no puede sobrevivir a la hibernación a temperaturas criogénicas (extremadamente bajas) debido al daño causado por la cristalización del agua en el cuerpo. Los límites de la tecnología y la técnica actuales también son insuficientes para evitar la pérdida de viabilidad celular. Los especialistas en el campo de la criónica están trabajando en tecnologías que son fundamentalmente diferentes de los paradigmas de la animación suspendida.

La anabiosis se diferencia de la criónica en que no requiere la "presunción de inocencia" con respecto a las tecnologías futuras. Funciona de inmediato y obviamente. El uso médico de la animación suspendida inspira optimismo en cuanto a la curación de enfermedades.
Brian Vovk [8]

Para la implementación completa de la anabiosis, se necesita un método confiable para prevenir el daño celular. Debido a la refrigeración y otras limitaciones físicas, combinadas con la toxicidad del crioprotector , la vitrificación exitosa en el laboratorio solo se puede lograr en una pequeña cantidad de tejidos. [9] También hay evidencia limitada de que esto es posible en principio, porque solo los organismos más pequeños pueden congelarse y vitrificarse de manera segura. Los estudios sobre el nematodo de vida libre han demostrado que los recuerdos se pueden restaurar y dichos organismos pueden sobrevivir a la vitrificación con tasas de éxito de aproximadamente el 100%. [diez]

Inducción química

El 22 de abril de 2005, se publicó un artículo en la revista científica Science que informaba sobre la simulación exitosa de animación suspendida hipotérmica en ratones. Los hallazgos son significativos porque los ratones no hibernan en la naturaleza. El laboratorio de Mark B. Roth en el Centro de Investigación del Cáncer Fred Hutchinson en Seattle , Washington , colocó ratones durante 6 horas en una cámara llena de una mezcla que contenía 80 partículas de sulfuro de hidrógeno por millón de partículas de aire . La temperatura corporal de los ratones descendió a 13°C y su metabolismo se desaceleró en un factor de 10, medido por la producción de dióxido de carbono y el consumo de oxígeno . [11] También causaron hipoxia en embriones de nematodos y embriones de pez cebra al colocarlos en hibernación durante muchas horas seguidas de reanimación con oxígeno.

El Hospital General de Massachusetts en Boston hibernó ratones usando el mismo método. Su frecuencia cardíaca disminuyó de 500 a 200 latidos por minuto, su frecuencia respiratoria disminuyó de 120 a 25 respiraciones por minuto y su temperatura corporal descendió a 30 °C (natural: 39 °C). Después de dos horas de respirar aire sin sulfuro de hidrógeno, la condición de los ratones volvió a la normalidad. Se necesita más investigación para comprender si el gas tiene un efecto dañino en el cerebro, dado que el efecto del sulfuro de hidrógeno en el cuerpo es similar al cianuro de hidrógeno ; esto no ralentiza la tasa metabólica, sino que inhibe la transferencia de energía en la célula a través de ATP [12] .

Los experimentos en ovejas sedadas [13] y en cerdos anestesiados parcialmente ventilados [14] no tuvieron éxito. Presumiblemente, en el caso de los grandes mamíferos, esto puede no ser factible. En cualquier caso, no se implementó la animación suspendida a largo plazo.

Animación suspendida humana

El trabajo sobre animación suspendida humana aún se encuentra en la etapa inicial de desarrollos teóricos y experimentos con animales. Pero los primeros éxitos en la inmersión en animación suspendida de animales de sangre caliente, en particular, ratones [15] , sugieren que no existen obstáculos fundamentales para la implementación de la animación suspendida humana.

La inmersión de los astronautas en la animación suspendida se propuso como una de las vías para un largo viaje interestelar o intergaláctico de la humanidad. En este caso, no hay necesidad de una nave de generación . Todo lo que se necesita son "cuidadores" que controlen la mayor parte de la población congelada del barco. Esto ahorrará significativamente los recursos necesarios para mantener la vida de la tripulación y los pasajeros.

Desde la década de 1970, la hipotermia inducida artificialmente se ha utilizado para algunas cirugías cardíacas como alternativa a las máquinas de circulación extracorpórea artificiales . Sin embargo, la refrigeración proporcionaba una cantidad limitada de tiempo para trabajar y existía el riesgo de daños en los tejidos y el cerebro .

Actualmente hay muchos proyectos de investigación que buscan cómo inducir la "hibernación artificial" en el cuerpo humano. [16] [17] Esta inmersión en animación suspendida también será muy útil por una variedad de razones, como salvar la vida de personas gravemente enfermas o heridas. El estado de hipotermia profunda ayudará a ganar tiempo mientras espera ayuda médica.

Ejemplos de supervivencia de personas que llevan mucho tiempo en estado de hipotermia:

  • 1999 Anna Bogenholm , una radióloga sueca, estuvo en un lago congelado bajo hielo durante 40 min en estado de hipotermia. Su temperatura corporal bajó a 13.7°C . Después de la reanimación, se recuperó prácticamente sin daño cerebral.
  • año 2001. Paul Hynek , un niño de dos años cayó en un ventisquero, la temperatura corporal bajó a 18 °C. Pasó varias horas en estado de hipotermia. Todas las funciones del cuerpo fueron completamente restauradas. [Dieciocho]
  • 2006 Mitsutaka Uchikoshi , un japonés de 35 años, estuvo 24 días sin comida ni agua, cayendo en un estado de "hibernación". El hombre desapareció en las montañas, cuando fue encontrado, el proceso metabólico en su cuerpo prácticamente se detuvo, su pulso desapareció, su temperatura corporal alcanzó los 22°C. Los médicos sugirieron que cayó en un estado de hipotermia en una etapa temprana. Su función cerebral fue restaurada al 100%. [19]
  • 2015 Juan Smith . Un niño de 14 años cayó a través del hielo y pasó 15 minutos bajo el agua antes de que los rescatistas lo sacaran del agua. A pesar de la ausencia de un latido del corazón, después de 45 minutos de reanimación, el niño volvió a la vida. [veinte]

En la cultura

En ciencia



Véase también

Notas

  1. ↑ Fuente: Diccionario enciclopédico biológico. cap. edición MS Gilyarov; Editores: A. A. Babaev, G. G. Vinberg, G. A. Zavarzin y otros - 2ª ed., corregida. — M.: Sov. Enciclopedia, 1986.) . Consultado el 13 de septiembre de 2015. Archivado desde el original el 8 de diciembre de 2015.
  2. ↑ Nace el bebé con el embrión congelado más largo , BBC News (6 de julio de 2005). Archivado desde el original el 5 de enero de 2009. Consultado el 14 de enero de 2009.
  3. ↑ Trillizos nacidos con 13 años de diferencia , Times Online (6 de julio de 2005). Consultado el 24 de enero de 2010.
  4. ↑ Mihm, Stephen . Zombie Dogs , The New York Times  (11 de diciembre de 2005). Archivado desde el original el 13 de mayo de 2015. Consultado el 29 de septiembre de 2017.
  5. ↑ Alam HB, Rhee P., Honma K., Chen H., Ayuste EC, Lin T., Toruno K., Mehrani T., Engel C., Chen Z. ¿La tasa de recalentamiento del paro hipotérmico profundo influye en el resultado? en un modelo porcino de hemorragia letal? (Inglés)  // J Trauma : diario. - Ncbi.nlm.nih.gov, 2006. - Vol. 60 , núm. 1 . - P. 134-146 . -doi : 10.1097/ 01.ta.0000198469.95292.ec . —PMID 16456447 .
  6. ↑ Los médicos reclaman el éxito de la animación suspendida , The Sydney Morning Herald (20 de enero de 2006). Archivado desde el original el 17 de noviembre de 2017. Consultado el 10 de octubre de 2006.
  7. ↑ Left between life and death: Primeros juicios de 'animación suspendida' programados para comenzar en un intento por ganar tiempo para las víctimas de apuñalamientos y disparos . Archivado desde el original el 23 de diciembre de 2019. Consultado el 21 de junio de 2016.
  8. ↑ Cryonet 2008 Suspended Animation vs Cryonics Archivado el 4 de marzo de 2016 en Wayback Machine .
  9. ↑ Fahy, Gregory M.; Vaya, Brian. Principios de Criopreservación por Vitrificación  (neopr.)  // Métodos en Biología Molecular. - 2015. - T. 1257 . - S. 30-33 . — ISSN 1064-3745 . -doi : 10.1007 / 978-1-4939-2193-5_2 .
  10. ↑ Vita-Más, Barranco. "Persistencia de la memoria a largo plazo en C. elegans vitrificado y revivido". Archivado el 1 de agosto de 2016 en Wayback Machine Rejuvenation Research. Archivado el 21 de abril de 2015 en Wayback Machine doi: 10.1089/rej.2014.1636.
  11. ↑ Blackstone, E.; Morrison, M.; Roth, M. H2S induce un estado de animación suspendida en ratones. (Inglés)  // Ciencia: revista. - 2005. - vol. 308 , núm. 5721 . — Pág. 518 . -doi : 10.1126 / ciencia.1108581 . —PMID 15845845 .
  12. ↑ Gas induce 'suspended animation' , BBC News (9 de octubre de 2006). Archivado desde el original el 5 de enero de 2007. Consultado el 10 de octubre de 2006.
  13. ↑ Haouzi P; Nota V; Chenuel B; Chalón B; Esponja I; Ogier V; Bihain B. Falta hipometabolismo inducido por H2S en ratones en ovejas  sedadas (inglés)  // Respiratory Physiology & Neurobiology: revista. - 2008. - Vol. 160 , núm. 1 . - P. 109-115 . -doi : 10.1016/ j.resp.2007.09.001 . —PMID 17980679 .
  14. ↑ Li, Jia; Zhang, Gencheng; Cai, Sally; Redington, Andrew N. Efecto del sulfuro de hidrógeno inhalado en las respuestas metabólicas en lechones anestesiados, paralizados y ventilados mecánicamente   // Medicina de Cuidados Críticos Pediátricos : diario. - 2008. - Enero ( vol. 9 , no. 1 ). - P. 110-112 . -doi : 10.1097/ 01.PCC.0000298639.08519.0C . —PMID 18477923 .
  15. ↑ Viaje interestelar "ensayado" en ratones Copia de archivo del 25 de marzo de 2014 en Wayback Machine  - Lenta.ru
  16. ↑ Nueva técnica de hibernación podría funcionar en humanos | LiveScience Archivado el 6 de julio de 2008 en Wayback Machine en www.livescience.com
  17. ↑ Race to be first to 'hibernate' human beings - Times Online Archivado el 7 de agosto de 2008 en Wayback Machine en www.timesonline.co.uk
  18. ↑ La historia del niño Eleva parte de la gira nacional en honor a los 150 años de Mayo Clinic . Archivado desde el original el 11 de mayo de 2015. Clínica Mayo
  19. ↑ Hombre japonés en supervivencia misteriosa Archivado el 3 de enero de 2020 en Wayback Machine en BBC News.
  20. ↑ ¿Animación suspendida? Cómo un niño sobrevivió 15 minutos atrapado bajo el hielo en un lago congelado Archivado el 25 de febrero de 2018 en Wayback Machine en Medical Daily

Enlaces

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