# Райан Спрэнгер: «Гибернация в космосе поможет защитить астронавтов от радиации и атрофии»

Источник: https://www.youtube.com/watch?v=Ph5cr3KSCUg
Канал: StarTalk
Опубликовано: 21.09.2024

---

В новом выпуске StarTalk Нил деГрасс Тайсон, Чак Найс и Гэри О’Рейли обсуждают одну из самых амбициозных задач современной космонавтики — погружение человека в состояние искусственной спячки для длительных межпланетных перелетов. В качестве эксперта приглашен доктор Райан Спрэнгер, ведущий физиолог компании Fauna Bio, который изучает уникальные биологические механизмы животных-гибернаторов, чтобы применить их для защиты здоровья будущих покорителей Марса.

## 🧬 Что такое торпор и чем он отличается от спячки
[[JUMP:02:31]]

Доктор Райан Спрэнгер дает четкое научное определение состоянию, которое в массовой культуре часто путают с обычным сном. Торпор — это состояние метаболической и температурной депрессии [02:43]. По словам ученого, это не «депрессия» в клиническом или эмоциональном смысле, а физиологическое «замедление» всех процессов в организме, включая нейрофизиологическую активность [02:57].

Различие между терминами, согласно Спрэнгеру, заключается в следующем:

*   **Гибернация (спячка)** — это целый сезон, в течение которого животное использует торпор как стратегию выживания [03:23].
*   **Торпор** — это само физиологическое состояние, характеризующееся крайне низким уровнем обмена веществ [03:10].

Спрэнгер шутит, что научные конференции по гибернации проводятся раз в четыре года, потому что сбор данных занимает много времени — ученые буквально зависят от природных сезонов [03:37]. Однако в последнее время сообщество решило участить встречи, так как выяснилось, что гибернация — это не только реакция на холод. Ученые обнаружили животных, впадающих в спячку в условиях теплого климата и даже при высоких температурах [04:16].

## 📉 Стратегия выживания: снижение спроса вместо поиска предложения
[[JUMP:05:11]]

Основная причина, по которой животные эволюционно выбрали путь гибернации, — высокая энергетическая стоимость любого действия. Поддержание жизнедеятельности требует огромных ресурсов, и в периоды их дефицита (отсутствие воды, засуха, мороз) некоторые млекопитающие предпочитают радикально сократить свои потребности [05:49].

Райан Спрэнгер выделяет ключевые аспекты этой стратегии:

1.  **Ресурсная депривация:** животные реагируют на нехватку пищи или замерзание воды [05:37].
2.  **Экономика метаболизма:** вместо того чтобы искать, где достать еду («увеличивать предложение»), организм «снижает спрос», отключая второстепенные функции [05:49].
3.  **Резистентность к катастрофам:** в Австралии некоторые виды впадают в торпор после лесных пожаров, когда привычная кормовая база уничтожена. Это позволяет им «растянуть» внутренние запасы на месяцы, пока экосистема не начнет восстанавливаться [07:33].

Ведущий Нил деГрасс Тайсон отмечает, что теплокровные животные тратят колоссальное количество энергии просто на поддержание температуры тела (36,6 °C), в то время как аллигаторы могут обходиться без еды до года, так как их температура зависит от окружающей среды [08:26]. Спрэнгер подтверждает: термическая энергия потребляет гораздо больше калорий, чем кинетическая (движение) [09:35].

## 🐿️ Секреты 13-линейного суслика и Fauna Bio
[[JUMP:10:53]]

Компания Fauna Bio, в которой работает гость, была основана тремя женщинами-учеными (Кэти, Линда и Эшли) с целью поиска новых лекарств через изучение экстремальной физиологии животных [11:08]. Основной объект их исследований — 13-линейный суслик (*Ictidomys tridecemlineatus*), который обладает уникальными способностями, полезными для медицины.

Удивительные факты о сусликах-гибернаторах:

*   **Обратимый диабет:** перед спячкой суслики увеличивают массу тела более чем на 100%, набирая чистый жир, и становятся полностью инсулинорезистентными [12:01]. К концу сезона спячки они естественным образом возвращаются к норме, что делает их идеальной моделью для изучения лечения диабета у людей [12:15].
*   **Защита от травм:** эти животные устойчивы к ишемической реперфузии — повреждению тканей, которое возникает у людей после восстановления кровотока после травмы или инфаркта [11:49].
*   **Регенерация:** Спрэнгер также упоминает иглистую мышь (*spiny mouse*), способную к полной регенерации поврежденных тканей кожи и внутренних органов без образования шрамов [13:09].

## 🛡️ Мышечная атрофия и защита от радиации
[[JUMP:13:36]]

Для NASA критически важны два аспекта гибернации: сохранение мышц при бездействии и защита от космического излучения. В обычных условиях, если человек сломает руку и наложит гипс, его мышцы атрофируются за несколько недель [14:02]. Однако животные в спячке месяцами не двигаются и при этом почти не теряют мышечную массу.

По словам Спрэнгера, секрет кроется в балансе синтеза и деградации белка:

*   В состоянии торпора животные одновременно снижают пути распада белка и активируют пути его синтеза [15:09].
*   Они практически не используют мышечный белок как топливо, предпочитая сжигать исключительно накопленный жир [15:09].
*   Fauna Bio уже заключила партнерство с фармацевтическим гигантом **Eli Lily** для разработки препаратов против ожирения на основе этих механизмов [15:22].

Еще более поразительным является факт радиационной стойкости. Исследования, начатые еще в 1951 году, показали, что животные в состоянии торпора выживают после огромных доз гамма-излучения гораздо лучше, чем обычные крысы [16:02]. Ученые связывают это с уменьшением количества активных форм кислорода (АФК) [16:43]. В торпоре метаболизм замедлен, в тканях меньше кислорода и воды, что дает радиации меньше возможностей для создания разрушительных свободных радикалов [17:35].

## 🚀 Космические перспективы и грант NASA NIAC
[[JUMP:19:32]]

Проект Fauna Bio получил поддержку программы NASA Innovative Advanced Concepts (NIAC) для исследования под названием **STASH** (Study in Torpor in Animals for Space Health) [02:18]. Цель проекта — разработать систему для изучения гибернации непосредственно в космосе, так как до сих пор никто не проверял, как спячка работает в условиях микрогравитации [20:25].

Основные тезисы по космической программе:

1.  **Близость к человеку:** Спрэнгер отмечает, что существует вид приматов, впадающих в торпор, — это толстохвостые лемуры из Мадагаскара [20:55]. Это дает надежду, что гены гибернации являются базовыми для всех млекопитающих и их можно «разблокировать» у людей [21:36].
2.  **Экономия ресурсов:** в глубоком торпоре потребность в калориях падает более чем на 99%. Если обычному человеку нужно около 2000–2400 ккал в день, то в состоянии спячки он может обходиться единицами калорий [25:50].
3.  **Логистика:** для полета на Марс (9 месяцев в один конец) использование торпора решит проблемы психологического стресса, нехватки провизии и защиты от радиации [19:45].

## 🧪 Как погрузить человека в спячку: вызовы и реальность
[[JUMP:26:32]]

На текущем этапе ученые уже умеют искусственно вводить в состояние, похожее на торпор, животных, которые обычно не зимуют (например, крыс), воздействуя на гипоталамус [27:28]. Однако с людьми все сложнее.

Препятствия на пути к человеческой спячке:

*   **Циркадные ритмы:** хотя биологические часы продолжают работать в торпоре, они сильно замедляются. При пробуждении в космосе это может вызвать серьезную дезориентацию [28:31].
*   **Процесс пробуждения:** это самая опасная и энергозатратная часть. Органы должны включаться строго последовательно. Если сердце начнет биться слишком быстро до того, как прогреются периферийные ткани, или легкие расширятся слишком резко, это приведет к фатальным повреждениям (например, разрыву альвеол) [29:22].
*   **Нужда во сне:** Спрэнгер подчеркивает, что гибернация — это НЕ сон. На самом деле животные периодически «просыпаются» из спячки на 12–24 часа каждые 20 дней именно для того, чтобы... поспать [39:00]. Считается, что спячка не удовлетворяет неврологическую потребность мозга в обычном сне [39:25].

Доктор Спрэнгер полагает, что в ближайшие 10–15 лет мы увидим первые формы «ассистированного торпора» для людей — состояния с медикаментозным снижением метаболизма при постоянном контроле уровня жидкостей и питательных веществ [32:42]. На данный момент уже существуют лаборатории, финансируемые NASA, которые пытаются углубить фазу метаболического снижения у людей во время обычного сна с помощью химических веществ [33:09].