Техника - молодёжи 1965-03, страница 20

Нет нужды доказывать научную ценность и гуманное значение этих исследований. Они не только находят практическое применение, но ставят перед нами проблему взаимосвязи между жизнью и смертью. Сам процесс умирания предстает в новом, необычном для нас виде: организм, поставленный в условия полной физиологической инертности, еще не переступил, однако, порог необратимых изменений.

В чем же истинный смысл смерти? Может быть, это понятие включает в себя целый ряд последовательных этапов?

В самом деле, ведь смерть никогда не бывает мгновенной! Она не поражает сразу весь организм, а захватывает один орган за другим.

Потеря сознания — это лишь первая стадия смерти. Клетки еще живут. И только когда в самих тканях угасают один за другим обменные процессы, наступает истинная смерть клеток. Каждый орган умирает самостоятельно, мало-помалу разрушая стройное органическое целое — живой организм. Вот это и есть смерть — так называемое терминальное состояние, наступление которого следует всеми силами предотвращать, чтобы мнимая смерть не перешла в истинную. При этом состоянии функциональная целостность организма еще не нарушена, деятельность же отдельных клеток лишь временно угнетена. С помощью соответствующих мер можно восстановить их, и клетки вновь займут свое место в общей физиологической активности целого организма.

Правильное применение холода позволяет на некоторое время приостановить жизнедеятельность организма с последующим ее восстановлением. И все же при температуре +15° и даже при 0° в клетках, лишенных кислорода из-за временного прекращения жизненных функций, происходят некоторые химические реакции. Именно потому длительность клинической смерти ограничена столь непродолжительным сроком.

Можно ли какими-то иными способами продлить срок этой физиологической «остановки» организма? Другими словами, нельзя ли использовать не только «сдерживающие» свойства холода, но и его способность стабилизировать вещество в целях консервации жизни?

Давно известно, что есть организмы, способные десятки лет пребывать в состоянии «скрытой» жизни. Еще 250 лет назад голландский ученый Левенгук наблюдал оживление высохших микроскопических животных. К сожалению, клетки высших животных нельзя высушить полностью.

Попытки удалить воду из тканей иным путем (не высушивая, а замораживая их до очень низких температур) пока не дали обнадеживающих результатов. Иногда удавалось охлаждать млекопитающих (крыс, летучих мышей) до температуры —6°, —9°. Правда, животные при этом подвергались переохлаждению, а не замораживанию. Практически (за исключением хомяков, которые переносят даже частичную кристаллизацию тканей при замораживании) образование льдинок внутри клеток неизбежно влечет за собой гибель организма.

Значит, охлаждение позволяет, не повреждая тканей, лишь временно усы

пить, приостановить жизнедеятельность, причем это состояние длится лишь несколько часов, тогда как замораживание, хорошо сохраняя тончайшие структуры, уничтожает жизнь.

Были попытки привести ткани в «стекловидное» состояние. Клетки охлаждали настолько быстро, чтобы вода в них миновала фазу кристаллизации, не успевала бы выделиться в виде льда. Результаты первых опытов (на крови и на различных микроорганизмах) казались весьма обнадеживающими. Но ведь то были крошечные кусочки тканей! Порой даже отдельные клетки.

При охлаждении же целого органа не удавалось избежать образования в тканях льда.

Казалось, эта трудная проблема никогда не найдет решения. Но вот в 1946 году Жан Ростан по какому-то наитию решил испытать действие глицерина на процесс замораживания. Велико же было его изумление, когда он заметил, что даже такие хрупкие клетки, как сперматозоиды, переносят без всякого ущерба замораживание до —6°! В 1956 году мы в своей лаборатории обнаружили, что сердце куриного зародыша, пропитанное глицерином и погруженное в жидкий азот с температурой —196°, восстанавливало свою нормальную физиологическую активность через несколько месяцев.

Замороженные таким же путем и затем отогретые сперматозоиды некоторых животных дают после оплодотворения нормальное потомство.

Открытие защитных свойств глицерина — одно из крупнейших научных достижений в биологии. Благодаря ему стало возможным длительное хранение живых тканей. Глицерин как бы сдерживает стремительный процесс кристаллизации. При этом микрокристаллы, образовавшиеся в процессе замораживания, медленно и равномерно распределяются в замороженных тканях. Глицерин связывает какую-то часть клеточной жидкости, способствуя таким образом формированию стекловидных аморфных структур.

Все, о чем мы говорили в этой статье, открывает перед наукой широкие перспективы. Создан уже не один банк для хранения некоторых тканей (кости, артерии, хрящи, роговица, кожа). Такие банки часто используются в восстановительной хирургии. Однако это ткани, для которых главное — механическая функция и которые поэтому не обязательно консервировать живыми. Например, при трансплантации костей пересадочный материал служит лишь опорой* для роста новых клеток. Он обрастает новой тканью организма — хозяина. Следовательно, такие ткани можно хранить без ущерба для их структуры с помощью замораживания, или, еще лучше, лиофилизации. Иное дело — консервация тканей желез внутренней секреции. Здесь необходимо полностью сохранить жизнеспособность клеток. Ведь физиологическая функция этих тканей зависит от сохранения активности отдельных клеточных элементов. В этой области дальнейшее изучение защитного действия глицерина и поиски такой методики охлаждения, хранения и согревания, которая наилучшим образом обеспечила бы выживание тканей, сулит удивительные возможности.

мысль,

ОПЕРЕДИВШАЯ ВРЕМЯ

Имя Циолковского неразрывно свя-зано с идеями космонавтики. Но мало нто знает, что великого калужанина увлекали также сугубо «земные» идеи, скажем, будущее скоростного наземного транспорта. Этой теме посвящены четыре статьи, публикуемые в IV томе сочинении, который выходит в начале 1965 года в издательстве «Наука». В годы, когда эксплуатационные скорости железнодорожного транспорта порядка 60 км час считались чуть ли не предельными, а полет аэроплана со скоростью в 250 — 300 км час выглядел кан огромный успех техники, Циол-ковскии мечтал о сверхзвуковых скоростях не только в космосе, но также в земной атмосфере и на Земле.

Какими же путями можно добиться многократного увеличения скорости средств передвижения на Земле? Циолковский дает точный ответ на этот вопрос: только применением принципиально нового метода, новых технических устройств. Ими должны явиться средства транспорта, не катящиеся по дороге, а, например, парящие над ней. Упругая и эластичная воздушная подушка — вот что должно отделять скоростной вагон от дороги.

После тщательных математических расчетов, подкрепляющих правоту его технической идеи, Циолковский думает и о ее практическом выполнении. Он предлагает различные варианты скоростных вагонов, обосновывает их размеры, форму, думает над характером пути. Уже в статье «Сопротивление воздуха и скорый поезд», написанной в 1927 году, он убежденно говорит о том времени, когда поезда, используя силу инерции, будут «перескакивать через реки, пропасти и горы любых размеров», когда «не нужно будет мостов, тоннелей и больших земляных и горных работ». Ученый мечтает о том времени, когда лишь полчаса езды в поезде будут отделять Москву от Ленинграда и всего 10 часов займет путь от полюса до экватора, причем не на самолете (это осуществляется уже е наши дни), а в купе скоростного наземного экспресса.

К той же идее воздушной подушки ученый возвращается и в последующих статьях. В интересной работе «Общие условия транспорта», написанной в январе 1934 года и впервые теперь публикуемой (в сокращенном виде), Циолковский практически рассматривает даже частные детали предлагаемых им аппаратов: характер двигателя, форму и конструкцию вагона, устройство закраин, профиль пути.

Конечно, самое важное и интересное, что объединяет все его работы по наземному транспорту, — это принципиально новая идея воздушной подушки, впервые так широко поставленная и научно обоснованная выдающимся русским ученым еще несколько десятилетий тому назад. Теперь эта идея близка к своему практическому претворению в жизнь. Но Циолковский думал не только об «аэроходах». Его внимание привлекали также шагающие машины. Их проекты разрабатываются сегодня — и не только для земных условий. «Стопоходы» пригодятся космонавтам в условиях лунного или марсианского бездорожья.

Ниже помещен отрывок из не публиковавшейся ранее работы К. Э. Циолковского «Общие условия транспорта». Полностью статья печатается в IV томе Собрания сочинений Циолковского.

А. ФЕДОРОВ,

кандидат технических наук

16