С давних пор человечество мечтает о полетах к далеким планетам. Но на пути к осуществлению мечты есть одна большая проблема — космос. Космическое пространство не просто холодное и пустое — это экстремальная среда, где каждый шаг требует колоссальных ресурсов, и хрупкое человеческое тело не приспособлено к подобным путешествиям. Астронавтам нужно есть, пить, дышать, двигаться, спать и общаться. И все это происходит под угрозой радиации, микрогравитации и одиночества.
Что, если бы у ученых была возможность «выключить» человека на время долгого полета? Экипаж ложится в капсулы, засыпает — и просыпается уже на Марсе. Ни стресса, ни потери мышечной массы, ни перерасхода еды. Речь идет про искусственную гибернацию, или индуцированный анабиоз. Ученые по всему миру десятилетиями работают над тем, чтобы сделать этот сценарий реальностью. И Россия, несмотря на сложности, тоже в игре.
Что такое гибернация, и почему в космосе без нее никуда
Гибернация — это естественное состояние, знакомое медведям, сусликам и летучим мышам. Зимой эти животные впадают в спячку: температура их тела падает, сердце бьется медленнее, а метаболизм в разы замедляется. Животные в анабиозе почти не дышат и почти не едят — и при этом выживают.
У человека такой способности, к сожалению, нет. Но ученые пытаются искусственно вызвать похожее состояние — хотя бы на недели. Но почему даже неделя гибернации в космосе будет полезна? Потому что каждый килограмм, который нужно отправить в космос, стоит миллионы. Если астронавт будет потреблять в 3−5 раз меньше еды, воды и кислорода, можно сократить массу корабля, снизить стоимость миссии и увеличить шансы на успех. И чем дольше человек будет в спящем состоянии, тем меньше ресурсов потребуется перевозить.
NASA уже давно изучает эту идею. В 2024 году стартовал проект STASH, в рамках которого на МКС будут изучать, как грызуны ведут себя в состоянии искусственной спячки. Цель — понять, как замедление метаболизма влияет на организм в условиях микрогравитации. Но речь не только об экономии ресурсов. Гибернация может снизить радиационное воздействие — главную угрозу для здоровья космонавтов за пределами магнитного поля Земли. Исследования показывают, что в состоянии пониженной температуры, которая как раз характерна для анабиоза, клетки организма более устойчивы к радиации и меньше подвержены окислительному стрессу.
Как поставить человека на паузу
Наука пока не умеет вводить человека в настоящую гибернацию. Но есть несколько подходов, которые уже успешно применяют на животных, и которые в будущем могут быть адаптированы для людей.
1. Терапевтическая гипотермия
Самый легкий метод — искусственное охлаждение тела. В медицине это уже используется при инсультах, травмах головного мозга или сердечных приступах, при которых пациентов охлаждают примерно до 32−35 °C. Это снижает метаболизм на 50−70%, из-за чего все процессы замедляются, и мозг защищен от повреждений.
В космосе такой подход может работать несколько дней — но не долгие месяцы, которых требуют длительные перелеты. Проблема в том, что при длительном охлаждении возникают риски нарушения сердечного ритма, отеки и инфекции. Так что терапевтическая гипотермия актуальна только в экстренных случаях.
2. Химические индукторы анабиоза
Ученые также находятся в поисках химических веществ, которые могут «включить» спячку. Например, сероводород H₂S — газ с запахом тухлых яиц, который в малых дозах способен вызывать состояние, похожее на гибернацию, у грызунов. Потребление кислорода и температура тела также снижаются.
В феврале 2010 года ученый Марк Рот сообщил, что вызванная сероводородом гипотермия у человека прошла первую фазу клинических испытаний без побочных эффектов. Казалось бы, вот они — первые шаги к гибернации. Однако позднее, в августе 2011 года, основанная им компания Ikaria решила отозвать план проведения дальнейших клинических испытаний без объяснения причин, ссылаясь на внутреннее решение компании.
3. Нейромодуляция: ультразвук и мозг
Если речь идет про погружение человека в спячку, то почему бы тогда не воздействовать на центральный орган сна — мозг? Ученые из Университета Вашингтона разработали неинвазивный метод, в котором использовали сфокусированный ультразвук для стимуляции нейронов в гипоталамусе. У мышей это вызывало состояние, схожее с гибернацией — температура тела снижалась на 3 °C, частота сердечных сокращений уменьшалась, и метаболизм замедлялся.
Благодаря замкнутой системе управления ультразвуком состояние можно поддерживать 24 часа. Такие технологии способны стать основой для «капсул анабиоза» в космических кораблях, только вместо мышей будут астронавты в коконах с ультразвуковой системой.
4. Генная инженерия
Если вмешательства в мозг мало, почему бы не пойти дальше? А вернее — глубже, на молекулярный уровень. Так ученые из лаборатории Синиши Хрватина в MIT провели масштабный геномный анализ с помощью технологии CRISPR в клетках хомяков. Эти маленькие животные, за исключением домашних, способны впадать в длительную спячку, и исследователи искали гены, которые помогают их клеткам выживать при резком понижении температуры и замедленном метаболизме.
Ученым удалось выявить ключевые молекулярные механизмы, защищающие организм во время анабиоза, и в будущем эти открытия могут помочь «включить» похожую программу выживания у человека. Уже сегодня ученые могут редактировать ДНК, но истинная сложность использования этой технологии кроется в этике и биологической безопасности.
Что делает Россия?
Хотя Россия пока не состоит в авангарде исследований, отечественные ученые активно занимаются исследованиями в смежных областях. Так, с 2024 года запущен национальный проект «Новые технологии сбережения здоровья», в рамках которого финансируются эксперименты по замедлению старения, защите нервной системы и регенеративной медицине. Ученые из Курчатовского института, МГУ и Сколтеха работают над созданием систем, которые могли бы защищать организм в экстремальных условиях — в том числе в условиях холодного и пустого космоса.
Однако прямых разработок по гибернации пока нет. Россия делает ставку на фундаментальную науку — изучение механизмов старения, исследование методов защиты от радиации и адаптации к арктическим условиям. Результаты испытаний из каждой области могут стать основой для будущих разработок человеческого анабиоза.
Кроме того, российские ученые активно участвуют в международных проектах по изучению экстремальных условий — например, в той же Арктике, где понимание терморегуляции и выживания в холоде имеет прямое отношение к космическим технологиям.
Гибернация — это не только про космос
Безусловно, технологии искусственного анабиоза будут полезны в условиях длительных космических путешествий. Но и на Земле они будут способны изменить медицину и облегчить жизни тысячам людей.
При серьезных травмах можно было бы временно ввести человека в состояние анабиоза, замедлив метаболизм и дав хирургам больше времени на спасение жизни. В онкологии гибернация способна сделать химиотерапию более эффективной — снижение обмена веществ защитит здоровые клетки, в то время как раковые останутся уязвимыми. Замедление метаболизма может революционизировать трансплантологию, продлив срок хранения донорских органов и увеличив шансы на успешную пересадку.
Ученые также надеются, что изучение гибернации прольет свет на тайны долголетия. Например, подковоносые летучие мыши живут до 41 года — что в десять раз дольше, чем ожидается для их размера и метаболизма. Исследователи полагают, что ключ к их исключительному долголетию — в молекулярных механизмах, активируемых во время спячки, и понимание этих процессов может однажды помочь замедлить старение и у человека во время сна, в котором человек проводит около трети жизни.
И хотя ученые еще не умеют вводить человека в анабиоз, они уже знают, как замедлять метаболизм, защищать клетки и управлять температурой тела. Вероятно, к 2050 году мы увидим первых астронавтов, которые проснутся на Марсе после шестимесячного сна.
