Гипобиоз, гибернация

Автор Yutani, 21.03.2012 14:37:46

« предыдущая - следующая »

0 Пользователей и 1 гость просматривают эту тему.

Wyvern

Мне, как бывшему реаниматологу-анестезиологу (и патанатому  :D ) тема гибернации в космосе интересна и близка  :wink:  Много читал по этому поводу - можно сказать, проводил собственное исследование.
Вот мои выводы в кратце:
1. Из всех способов длительного замедления жизнедеятельности наиболее оптимальным является именно фармакологичекая гибернация Все остальные методы попросту опасны.
2. Из всех препаратов наиболее подходящим и вообще видимо единственно возможным является ГОМК, он же гамма-оксибутират натрия, он же GHB, он же столь любимый молодежью "буратино" :) Это и не удивительно - ГОМК симулирует в человеческом организме "зимнюю спячку животных" Он безопасен, не имеет токсического воздействия (ВООБЩЕ - его применяют у новорожденных и рожениц), в отличии от ксенона, может вводиться как внутривенно, так и per os. Снижает температуру тела, замедляет метаболизм, повышает резистентность к гипоксии и радиации.
3.  Наиболее практичным и реалистичным является посменно-вахтовый метод с периодическим пробуждением Т.е. члены экипажа поочередно встают на вахту (12-24 часа), а спящие - раз-два в сутки, так же по очереди,  пробуждаются на 2-3 часа для принятия твердой пищи, туалета и физических упражнений.
Как то так.

нейромантик

Цитата1. Из всех способов длительного замедления жизнедеятельности наиболее оптимальным является именно фармакологичекая гибернация Все остальные методы попросту опасны.
Можно по-точнее про "остальные методы", если возможно со ссылками на источники.

Цитата2. Из всех препаратов наиболее подходящим и вообще видимо единственно возможным является ГОМК, он же гамма-оксибутират натрия, он же GHB, он же столь любимый молодежью "буратино"  Это и не удивительно - ГОМК симулирует в человеческом организме "зимнюю спячку животных" Он безопасен, не имеет токсического воздействия (ВООБЩЕ - его применяют у новорожденных и рожениц), в отличии от ксенона, может вводиться как внутривенно, так и per os. Снижает температуру тела, замедляет метаболизм, повышает резистентность к гипоксии и радиации.
Почему не барбитурат-алкогольная смесь + курарин для исключения тремора?

Цитата3. Наиболее практичным и реалистичным является посменно-вахтовый метод с периодическим пробуждением Т.е. члены экипажа поочередно встают на вахту (12-24 часа), а спящие - раз-два в сутки, так же по очереди, пробуждаются на 2-3 часа для принятия твердой пищи, туалета и физических упражнений.
Как вариант, на случай солнечной вспышки - уход всего экипажа в спячку на несколько дней, для пережидания и переживания облучения.

Есть ещё несколько вопросов:
1. Необходимость пробуждений. Возможно нужны максимальные по длительности периоды сна, чтобы снизить объём возимых лекарств и уменьшить число пробуждений - они ведь могут быть травматичны для мышц из-за спазмирования.
2. Возможно ли снизить температуру некоторых участков тела сильнее, чем, скажем, головы, для сохранения некоторой активности мозга? Или превентивное оживление мозга (скажем инъекцией разогретой крови в крупные сосуды питающие мозг, или прямой нагрев СВЧ с усиленноым питанием его от системы сердце/лёгкие) и подключение его к интерфейсу не требующему действий рук и ног?
3. Существует ли необходимость питаться космонавтам при пробуждениях твёрдой пищей? Ведь у животных впадающих в холодовую спячку, после пробуждения бывают проблемы с пищеварением - просраться бедняжки не могут, запор у них, т.к. перистальтика не оживает сразу.
4. Насколько сложна операция аутотрансплантации костного мозга? Т.е. насколько травматична операция изъятия трансплантанта, сколько может храниться аутотрансплантант, и насколько сложна трансплантация "обратно", после тяжёлой лучевой болезни, или ракового заболевания костного мозга? Может ли делаться "на колене"?
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru

Yutani

Цитата3.  Наиболее практичным и реалистичным является посменно-вахтовый метод с периодическим пробуждением Т.е. члены экипажа поочередно встают на вахту (12-24 часа), а спящие - раз-два в сутки, так же по очереди,  пробуждаются на 2-3 часа для принятия твердой пищи, туалета и физических упражнений.
Как то так.
Спасибо! Очень интересно услышать мнение специалиста работавшего над этими вопросами. Но Ваш метод, как мне кажется, не желательный при полёте. С такой частотой входа в спячку можно непоправимо потерять мозг. И пища, опять же, потребляется каждый день.

Yutani

Цитата3. Существует ли необходимость питаться космонавтам при пробуждениях твёрдой пищей? Ведь у животных впадающих в холодовую спячку, после пробуждения бывают проблемы с пищеварением - просраться бедняжки не могут, запор у них, т.к. перистальтика не оживает сразу.
Перед входом в гипобиоз кишечник нужно очистить, иначе потом наступает интоксикация организма, и возможная смерть.

Wyvern

Цитата
Цитата1. Из всех способов длительного замедления жизнедеятельности наиболее оптимальным является именно фармакологичекая гибернация Все остальные методы попросту опасны.
Можно по-точнее про "остальные методы", если возможно со ссылками на источники.
Гипотермия (физическая), электронаркоз, гипнотранс, виртуальная реальность....ссылок давать не буду :) Скажу только, что гипотермия - опасна и опыта длительного ее применения нет, элетронаркоз и гипнотранс - ненадежны.

Цитата
Цитата2. Из всех препаратов наиболее подходящим и вообще видимо единственно возможным является ГОМК.....
Почему не барбитурат-алкогольная смесь + курарин для исключения тремора?
Потому что ЭТО - ОТРАВА!  :twisted: ДЛИТЕЛЬНЫЙ, т.е. более нескольких часов, наркоз при естественной вентиляции легких может быть только закисный, ксеноновый или ГОМК-овый.

Цитата
Цитата3. Наиболее практичным и реалистичным является посменно-вахтовый метод с периодическим пробуждением Т.е. члены экипажа поочередно встают на вахту (12-24 часа), а спящие - раз-два в сутки, так же по очереди, пробуждаются на 2-3 часа для принятия твердой пищи, туалета и физических упражнений.
Как вариант, на случай солнечной вспышки - уход всего экипажа в спячку на несколько дней, для пережидания и переживания облучения.
Необязательно. Так как "спальная зона" хорошо защищена - ввиду ее КОМПАКТНОСТИ, при 6 членах экипажа доза снизится до 1/6 от полной. Что и требовалось доказать.

ЦитатаЕсть ещё несколько вопросов:
1. Необходимость пробуждений.
2. Возможно ли снизить температуру некоторых участков тела сильнее, чем, скажем, головы
3. Существует ли необходимость питаться космонавтам при пробуждениях твёрдой пищей?
4. Насколько сложна операция аутотрансплантации костного мозга?
1. Периодические пробуждения - намного проще и эффективней, чем борьба с последствиями длительной неподвижности. То же с туалетом тела и кишечника.
2. Возможно, но не имеет смысла  :lol:
3. Обязательно, для предотвращения дисфункции ЖКТ.
4. Трансплантация КМ - это просто внутривенная инфузия. Проще говоря - поставить капельницу. Так как у космонавтов внутривенный катетер УЖЕ должен стоять - это просто подключение флакона к капельнице (инфузору в невесомости)  :D

Wyvern

Цитата
Цитата3.  Наиболее практичным и реалистичным является посменно-вахтовый метод с периодическим пробуждением ......
.....Но Ваш метод, как мне кажется, не желательный при полёте. С такой частотой входа в спячку можно непоправимо потерять мозг. И пища, опять же, потребляется каждый день.

Что дает метод:
1. Снижение потребления кислорода. Спящий потребляет 300-350мл О2/мин, бодрствующий - от 500 до 2500мл/мин
2. Очень важно: предотвращение пиковых нагрузок на СЖО В случае нештатной ситуации ВСЕ космонавты начнут потреблять много кислорода, соотвественно СЖО надо расчитывать на очень высокий пиковый уровень. Если большая часть экипажа спит - проблемы нет, СЖО гораздо компактней.
3. Снижение потребления пищи - примерно на 20-25% Спящий просто меньше есТ  :lol:
4. Снятие или значительное облегчение проблемы психологической совместимости: пробыть в замкнутом пространстве с одними и теми же людьми полгода-год - это весьма тяжело. Особенно когда нечем занятся.
5. В то же время, периодичность дежурств и периодическое пробуждение членов экипажа снимает проблемму "стресса страха и одиночества" А наличие дежурного повышает и надежность и психологически облегчает необходимость сна.

Никакой "потери мозга" от даже очень длительного сна под оксибутиратом нет и быть не может. Скорее наоборот - ГОМК неплохой ноотроп :)

mihalchuk

Вообще-то система ЖО обязана быть расчитана на пиковую нагрузку на случай нештатной ситуации уровня "Свистать всех наверх".

Wyvern

ЦитатаВообще-то система ЖО обязана быть расчитана на пиковую нагрузку на случай нештатной ситуации уровня "Свистать всех наверх".

Да. Но одно дело это расчет на одну ситуацию за полет/год, например, с компенсацией повышения потребления за счет избыточного жилого объема, а другое дело - расчет на ежедевные пиковые нагрузки.  Нет?  :wink:

P.S. Интересный обзор отрасли медицины, где длительный наркоз применялся практически: http://www.psychoreanimatology.org/modules/articles/article.php?id=103

нейромантик

ЦитатаСкажу только, что гипотермия - опасна и опыта длительного ее применения нет
Можете примерно сказать, какое количество испытуемых необходимо для заключения о безопасности метода?
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru

нейромантик

ЦитатаПотому что ЭТО - ОТРАВА!   ДЛИТЕЛЬНЫЙ, т.е. более нескольких часов, наркоз при естественной вентиляции легких может быть только закисный, ксеноновый или ГОМК-овый.
Нужна ли именно естественная вентиляция? Если перелёт длительностью несколько лет, то выигрыш от снижения потребления СЖО будет огромен.

Цитата2. Возможно, но не имеет смысла
Если не выходить из режима пробуждения, для всего организма, то - имеет. Запустить запасные варианты автоматики, принять решение о досрочном пробуждении, исследовании и т.п.
Много когда может потребоваться только человеческий мозг, без остальной "тушки".
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru

Wyvern

Цитата
ЦитатаСкажу только, что гипотермия - опасна и опыта длительного ее применения нет
Можете примерно сказать, какое количество испытуемых необходимо для заключения о безопасности метода?

Для гипотермии - никакого. Применялась и применяется при кардиохирургических операциях, требует искусственного кровобращения. Т.е. метод для космоса заведомо непригодный.

Wyvern

Цитата
ЦитатаПотому что ЭТО - ОТРАВА!   ДЛИТЕЛЬНЫЙ, т.е. более нескольких часов, наркоз при естественной вентиляции легких может быть только закисный, ксеноновый или ГОМК-овый.
Нужна ли именно естественная вентиляция?....
Вы не специалист и не предсталяете себе комплекс проблем возникающий при длительной ИВЛ. Скажем так - он колоссальный. Намного больше проблемы собственно гибернации. Овчинка выделки не стоит.
(почитайте, кстати, ссылочку, что я дал - там как раз про барбитураты)

Цитата
Цитата2. Возможно, но не имеет смысла
.....когда может потребоваться только человеческий мозг, без остальной "тушки".
Даже не буду комментировать - это абсолютно невозможно :) Собственно весь организм - это и есть "машина поддержания сознания" При любом серьезном сбое в любой системе наступает именно потеря сознания.  Кома^1 бывает гипоксическая и гипероксичская, диабетическая (пяти типов), осмолярная, печеночная, почечная, токсическая, адреналиновая и гипокортикоидная,  анафилаксическая, гипо и гипертереоидная, гипопитуитарная, гемолитичекая .... КАКУЮ ИМЕННО СИСТЕМУ Вы хотите "оставить выключенной"?  :lol:

.^1 - это помимо собственно первичной церебральной комы при прямом повреждении мозга :)

LG

ЦитатаВообще-то система ЖО обязана быть расчитана на пиковую нагрузку на случай нештатной ситуации уровня "Свистать всех наверх".
Естественно что СОЖ будет расчитана на пиковый вариант. В этой связи вопрос - а нахера воoбще гибернация при полете к Марсу?

Wyvern

Цитата
ЦитатаВообще-то система ЖО обязана быть расчитана на пиковую нагрузку на случай нештатной ситуации уровня "Свистать всех наверх".
Естественно что СОЖ будет расчитана на пиковый вариант. В этой связи вопрос - а нахера воoбще гибернация при полете к Марсу?

Во-1х, повторюсь, пиковая нагрузка пиковой нагрузке - рознь.
Во-2х выше я описал  преимущества гибернации. ЛЮБОЙ из них даже по отдельности - достаточно, что бы задуматся о ее применении. Даже такой вроде бы несущественной для неспециалистов причины, как снижение психологической нагрузки. В случае конфликта между участниками экспедиции с МКС можно просто спустить экспедицию - а при полете на Марс?

LG

Цитата
Цитата
ЦитатаВообще-то система ЖО обязана быть расчитана на пиковую нагрузку на случай нештатной ситуации уровня "Свистать всех наверх".
Естественно что СОЖ будет расчитана на пиковый вариант. В этой связи вопрос - а нахера воoбще гибернация при полете к Марсу?

Во-1х, повторюсь, пиковая нагрузка пиковой нагрузке - рознь.
Во-2х выше я описал  преимущества гибернации. ЛЮБОЙ из них даже по отдельности - достаточно, что бы задуматся о ее применении. Даже такой вроде бы несущественной для неспециалистов причины, как снижение психологической нагрузки. В случае конфликта между участниками экспедиции с МКС можно просто спустить экспедицию - а при полете на Марс?
1 - Возникает нюанс что при полете например к Марсу (условно - 2,5 года) мощность СОЖ (и соответственно масса, сложность и стоимость) при гибернации будет намного больше чем СОЖ при полете к Марсу без гибернации
2 - другой нюанс - когда длительность полета не 2,5 года а например 10-20 лет. Тут можно вывести какие-то плюсы "за" гибернацию.

Т.е. мое ИМХО - полет на Марс  в любом случае слишком короткая дистанция для того чтоб плюсы системы гибернации перевесили минусы.
А вот если лететь к Альфе Центавра или Тау Кита... :?

нейромантик

ЦитатаСобственно весь организм - это и есть "машина поддержания сознания" При любом серьезном сбое в любой системе наступает именно потеря сознания
Такой штуке как сознание, явно не более пары десятков миллионов лет. Остальное время, существа нашего типа обходились простейшим набором рефлексов и таксисов.
;)
ЦитатаКома^1 бывает гипоксическая и гипероксичская
Контроль содержания кислорода в крови в течении всего полёта - необходим. Иначе к месту назначения прилетят трупы.
Цитатадиабетическая (пяти типов),
А что, поджелудочная железа контролируется мозгом? Я думал это автономная система, реагирующая на содержание сахара в крови...
Цитатаосмолярная
Что, при коме почки выключаются? Даже у амфибий, переживающих полное замораживание организма, вроде - нет...
Цитатапеченочная
Мы вроде не пьём никаких ядов? Что с печенью приключится????
Цитатапочечная,
Хорошо, уговорили - вошъём протекторы от спазма почечных артерий и вен.
Цитататоксическая
Откуда возьмутся токсины в таком количестве, чтобы кому вызвать? Длительное сдавление?
Цитатаадреналиновая
Адреналин в критическом количестве откуда????  
И т.д.
Пользуйтесь бритвой Оккама, отсекайте ненужное, и вы скатитесь к единственной коме - гипотермической. По которой просто НЕТ ДАННЫХ. И которая может вызываться набором различных факторов.
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru

нейромантик

Цитата
Цитата
Цитата
ЦитатаВообще-то система ЖО обязана быть расчитана на пиковую нагрузку на случай нештатной ситуации уровня "Свистать всех наверх".
Естественно что СОЖ будет расчитана на пиковый вариант. В этой связи вопрос - а нахера воoбще гибернация при полете к Марсу?

Во-1х, повторюсь, пиковая нагрузка пиковой нагрузке - рознь.
Во-2х выше я описал  преимущества гибернации. ЛЮБОЙ из них даже по отдельности - достаточно, что бы задуматся о ее применении. Даже такой вроде бы несущественной для неспециалистов причины, как снижение психологической нагрузки. В случае конфликта между участниками экспедиции с МКС можно просто спустить экспедицию - а при полете на Марс?
1 - Возникает нюанс что при полете например к Марсу (условно - 2,5 года) мощность СОЖ (и соответственно масса, сложность и стоимость) при гибернации будет намного больше чем СОЖ при полете к Марсу без гибернации
2 - другой нюанс - когда длительность полета не 2,5 года а например 10-20 лет. Тут можно вывести какие-то плюсы "за" гибернацию.

Т.е. мое ИМХО - полет на Марс  в любом случае слишком короткая дистанция для того чтоб плюсы системы гибернации перевесили минусы.
А вот если лететь к Альфе Центавра или Тау Кита... :?

Достаточно лететь в систему Сатурна или к Урану/Юпитеру. Уже само наличие системы длительного сна даст существенный плюс по выживанию экипажа, и по весу СЖО, компоненты которой можно пополнить по прилёту на почти любом спутнике этих планет. Важно - долететь до туда.
Всего лишь.
 :lol:
Моя наглая самореклама:

art-of-blacksmith.ru

LG

ЦитатаДостаточно лететь в систему Сатурна или к Урану/Юпитеру. Уже само наличие системы длительного сна даст существенный плюс по выживанию экипажа, и по весу СЖО, компоненты которой можно пополнить по прилёту на почти любом спутнике этих планет. Важно - долететь до туда.
Тут важно посчитать что реально сэкономит система гибернации. Например - экономия грузов СОЖ которые ежедневно будут кушать  и вдыхать живые герои без гибернации. Реально - 3 кг в день на одного героя. Итого например для двух лет гибернации и 6 героев в экипаже получаем экономию в 13 тонн на грузах СОЖ. Т.е. система гибернации для 6 героев на 2 года  должна весить не более 13 тонн, иначе - минус.

Иван57

Читал как-то книжку об советском ядерном оружии.
И там описывался интересный момент: когда проводили одно из ядерных испытаний (подземных), то рядом с местом взрыва обнаружили местных собак. По всем признакам мёртвых. И никаких на них повреждений. А через некоторое время - эти самые барбосы вдруг начали оживать и жить как жили.

Так что интересно что это было (если было).  Наркоз от мощного электромагнитного импульса?

Wyvern

Цитата....Итого например для двух лет гибернации и 6 героев в экипаже получаем экономию в 13 тонн на грузах СОЖ. Т.е. система гибернации для 6 героев на 2 года  должна весить не более 13 тонн, иначе - минус.

"Система гибернации" при ГОМК-овом наркозе - два инфузора+монитор ЭКГ-ЭЭГ Все помещается в дипломат и весит несколько килограмм Сам ГОМК включаем в массу пищи - ГОМК, как глюкоза, является источником энергии для организма  :lol:  Так, что в Вашем примере - выигрыш именно 13 тонн без нескольких килограмм...
Кроме того, сомневаюсь, что в этих 13 тоннах есть масса конструкции жилых помещений, которые потребовались бы для многолетнего  полета бодрствующего экипажа  :wink: