Одна медицина. Как понимание жизни животных помогает лечить человеческие заболевания

Лежа на дне моря, Крис Лемонс столкнулся с теми же проблемами, что и белокровные рыбы: низким содержанием кислорода в крови, высоким давлением и жутким холодом. Но в них же крылся и ключ к его выживанию.

В вашей крови 98 % кислорода связано гемоглобином и «заперто» в эритроцитах. Всего лишь 2 % растворено в жидкой плазме. Белокровные рыбы тоже могли бы вырабатывать гемоглобин, но их это не интересует. Они зависят от растворенного кислорода, и благодаря паре хитростей им этого достаточно.

Любой грамотный бармен знает, что пиво пьют холодным. Температура – главный фактор, влияющий на растворимость газа в жидкости. Чем холоднее пиво, тем легче раствориться углекислому газу, придающему напитку приятное шипение. Но космических туристов, которые будут летать на ракетах Илона Маска, ждет разочарование. Здесь на сцене появляется еще одна переменная – давление. Из‑за низкого давления в космосе даже холодное пиво лишится всех пузырьков.

Ледяная рыба выживает за счет хорошей растворимости кислорода в своей водянистой крови, что в свою очередь обусловлено высоким давлением на стометровой глубине и низкой температурой. Хотя содержание кислорода в ее организме не превышает 10 % от того объема, что переносится эритроцитами у других видов рыб, она научилась это компенсировать. У ледяной рыбы крупное сердце, густо разветвленная сеть кровеносных сосудов и большой объем крови. Усиленное кровоснабжение позволяет тканям и органам получать необходимое питание. Ледяная рыба также использует в легких оксид азота – вещество, которое мы даем тяжелобольным пациентам с COVID-19, чтобы максимизировать извлечение кислорода при каждом вдохе. Кроме того, длительное лежание на морском дне тоже уменьшает потребность в кислороде.

Другими словами, ледяная рыба во многом похожа на бездыханное тело Криса: неподвижная, замерзшая, под давлением. Именно совокупность этих условий позволила уровню растворенного кислорода в крови Криса оставаться высоким. Поскольку Крис много лет работал водолазом, в его теле произошли значительные изменения. По сравнению со среднестатистическим жителем суши у него имелся больший объем крови, более гибкие кровеносные сосуды, более высокое содержание оксида азота и более крупное сердце. Иногда важнее знать, что за человек перед тобой, чем то, какое у него заболевание.

Крис провел без дыхания 40 минут. Выжить при таких условиях человеку попросту невозможно. Однако Крис не был обычным человеком. Он был наполовину ледяной рыбой. Возможно, всего лишь возможно, этого оказалось достаточно, чтобы вернуть к жизни его человеческую «составляющую».

Второй шанс Касперу подарили не изоляция и одиночество, а отделение неотложной помощи и укомплектованная бригада спасателей. Врачи вставили трубки в его промерзшие артерии и вены. Холодную темно‑красную кровь Каспера пришлось пропустить через аппарат искусственного кровообращения, чтобы он обогатил ее кислородом и очистил от углекислого газа. Аппарат согревал тело юноши очень‑очень медленно, одна десятая градуса за другой.

Несмотря на добавленный извне кислород, остывшая кровь Каспера не могла обеспечить питанием ткани организма. Пока органы из последних сил боролись за жизнь, в его теле накапливалась молочная кислота (лактат). Резкое повышение температуры привело бы к реперфузионному синдрому, при котором тело после восстановления кровотока наводняют токсины. Мощный приток крови после длительного голодания лишь ухудшил бы ситуацию. Но, вероятно, карась или даже крот могли бы найти выход из этого положения.

Восточноамериканский крот, обитающий в Северной Америке, так много времени проводит в темноте подземного мира, что его глаза заросли кожей. Глубоко под землей уровень кислорода составляет 14 %, в то время как на поверхности – 21 %. А вот уровень углекислого газа, наоборот, повышается с 1 до 6 % и более, как в бумажном пакете, в который вы дышите, пытаясь избавиться от икоты. Кроты выживают благодаря гемоглобину, который блокирует химическое вещество под названием 2,3‑дифосфоглицериновая кислота (2,3-ДФГ). Это освобождает место для связывания углекислого газа и позволяет кислороду перемещаться эффективнее. Изменение показателей 2,3-ДФГ объясняет, почему при переливании крови – в том числе и таком, какое потребовалось Касперу, – так сложно обеспечить нормальный уровень кислорода. Пациентам с анемией могут быть полезны препараты, повышающие содержание 2,3-ДФГ: недавно начались исследования этой новой терапевтической мишени в рамках лечения серповидноклеточной анемии[65].