Ultrahangos sisak jelenthet megoldást a Marsra tartó űrhajósok átmeneti hibernálására
Kutatók ultrahanggal kezelték egerek és patkányok agyát, hogy hibernációhoz hasonló állapotba hozzák őket. A technikát reményeik szerint később kritikus állapotban lévő sérülteken vagy hosszú űrutazásra induló asztronautákon is alkalmazhatják.
A módszer lényege, hogy az ultrahangot az agy anyagcseréért és a testhőmérsékletért felelős részére irányították. A rágcsálók testhőmérsékletét ily módon akár 3,5 Celsius fokkal is csökkentették, miközben lassították a szívverésüket, és mérsékelték az oxigénfelhasználásukat is.
A módszernek jelentős szerepe lehetne a gyógyításban, különösen olyan életveszélyes állapotokban, mint a stroke vagy a szívinfarktus – mondta a kutatás vezetője, a Washingtoni Egyetem professzora, Hong Csen. Hozzátette, hogy egy úgynevezett torporhoz hasonló állapot előidézése ezeknél a betegeknél meghosszabbíthatja a kezelésre rendelkezésre álló időt, és növelheti a túlélés esélyét.
A torpor a téli álom előszobája
Amikor kevés az élelem és nagy a hideg, néhány emlős, madár, rovar, kétéltű és hal úgy óvja az energiáit, hogy önkéntelenül torporba, egy titokzatos és átmeneti állapotba merül, amelynek legfőbb jellemzője az anyagcsere drasztikus visszaesése. Ebben a kábult állapotban az állatok testhőmérséklete és szívverése drámaian lecsökken, vérük áramlása lassul.
A hibernáció vagy téli álom idején – ami már nem önkéntelen – a torpor elmélyül és tartóssá válik: az állatok percenként százas nagyságrendről öt-tízre lassítják a szívverésüket, tízpercenként csak egyszer vesznek levegőt, és az agyi aktivitásukat fokozatosan az észrevehetetlen szintig csökkentik.
Nem véletlen tehát, hogy a tudósok hosszú ideje próbálnak rájönni arra, hogy ez a rendkívül előnyös állapot hogyan lehetne az ember számára is elérhető.
Fotó: Hong Csen A hipotermia jó is lehet
A hipotermiának, vagyis a testhőmérséklet normál esetben kóros csökkenésének a gyógyászatban való felhasználása már az ókori egyiptomiak fantáziáját is izgatta. A napóleoni háborúk idején, a 19. század elején pedig Baron de Larrey sebész a roncsolt lábú katonák végtagját amputálás előtt jéggel hűtötte, és megfigyelte, hogy a sebesültek a tűz melege mellett hamarabb meghaltak, mint azok, akik hűvösben voltak. A sebészek napjainkban a hipotermiás állapotot a páciens túlélési esélyének növelésére használják szív- és agyműtétek alatt.
De az, hogy az embereknél természetes úton nem jelentkező torpor állapotokat biztonsággal elő lehet-e idézni, továbbra is nyitott kérdés maradt.
Egerek ultrahangos sisakban
A mostani kutatásban apró ultrahangos fejfedőket készítettek, amelyeket az egerek fejéhez erősítettek. A szerkezet ultrahangos hullámokat küldött a hipotalamusz megfelelő részébe, ha beindították. Az egerek azonnal a torporhoz hasonló állapotba kerültek: testhőmérsékletük, szívverésük, oxigénfelvételük csökkent, mozgásuk lelassult, és jelentősen kevesebb táplálékot vettek magukhoz.
Minden alkalommal, amikor az állatok testhőmérséklete a kívánatos fölé emelkedett, megismételték az ultrahangos kezelést.
Amikor az ultrahangos fejfedőt lekapcsolták, az egerek 90 percen belül ismét a régi, aktív önmaguk voltak.
Patkány és ember
Miután patkányokkal is megismételték a kísérletet, kiderült, hogy az eszköz náluk is csökkentette a testhőmérsékletet, de kisebb mértékben, csupán 2 Celsius fokkal. A kutatók szerint ez azt jelentheti, hogy a fejfedő azoknál az emlősöknél is működne, akiknél természetes úton nem jelentkezik a torpor állapot.
További vizsgálatokra van szükség ahhoz, hogy megállapítsák, a módszer biztonságosan alkalmazható-e embereken, de a kutatók már látják maguk előtt az űrhajósokat ezzel a sisakszerű eszközzel a fejükön, amint torporszerű kábulatba esnek.
(Forrás: Live Science, Nature Metabolism)
