你也许可以冬眠

2020-06-01 20:31:43

抱怨冬天是为数不多的可靠安全的闲聊堡垒之一。有些人抗议-我绝对喜欢冰冻-但大多数人会很高兴地进行冬季狂欢。除了广泛使用取暖的家庭、办公室和车辆外,新的行业也在不断涌现,因为它们有望与冬天作斗争。保湿护肤法被认为是保持皮肤完好无损的唯一方法,而大型羽绒服甚至被认为是在户外度过几分钟所必需的。模仿太阳的灯和维生素承诺帮助我们保持生存的意志。

看着这场斗争,随着冬季的循环深渊吸走了整个城市的活力,我开始怀疑更全面的选择。也许我们的思想和身体在告诉我们,我们不应该这么拼命地战斗。也许关闭自己会更容易、更有效率--为更好的月份储备能源。随着白天变短变暗,纽约地铁上的眼睛变得空荡荡的,我变得激进起来:我们不冬眠绝对是荒谬的。

除了社会和经济上不可能一次休憩几个月之外,冬眠在身体上的可能性比我想象的要小。一小群科学家非常认真地对待人类的冬眠。他们正在研究基本机制,着眼于各种应用,例如在修复危重伤害时保留无脉搏的创伤受害者,深空旅行,以及改变代谢率以帮助人们减肥。

“人类很有可能冬眠,”阿拉斯加大学北极生物学研究所教授凯利·德鲁(Kelly Drew)说。德鲁研究北极地松鼠,这种矮胖的小动物一年中有八个月消失在洞穴里。当她和我交谈时,下午2点(就在日落前),她在费尔班克斯的实验室里的温度是零下35华氏度(没有寒风)。突然间,我冬眠的理由变得微不足道了。

德鲁解释说,冬眠的本质是体温调节。降低身体核心温度会导致低代谢状态的“麻木”,在这种状态下动物几乎不需要食物。我们“温血”动物燃烧的大部分卡路里都用于维持我们的体温--我们的基础代谢率。例如,德鲁研究的松鼠蜷缩成小球,然后从99度骤降到27度。这会使他们的基础代谢率下降约99%。

即使是像我们这样的灵长类矮狐猴,也同样可以通过降低体温将它们的卡路里需求减少到2%。不幸的是,人类似乎有一个顽固的固定设定点:98.6度。除了与睡眠时间一致的夜间下降等微小的日常波动外,我们的体温变化只是作为危险发烧或体温过低的迹象。仅仅几度的温度就可能意味着健康和迫在眉睫的死亡之间的区别。

长期以来,人们一直认为这个设定点是一成不变的,但事实可能并非如此。尽管人类通常不会进入自我意志的麻木状态--我们的身体通常通过颤抖来阻止--但德鲁解释说,没有一个人类缺乏的“冬眠分子”或器官。事实上,在极端情况下,医生可以诱发麻木。例如,外科医生在心脏必须长时间停止的手术中使用低温-允许大脑和其他器官在缺乏燃料的情况下存活更长时间。降温也用于心脏骤停后的紧急情况。用循环冷水的毯子覆盖服用镇静剂的患者被认为具有类似于将冰袋放在扭伤的脚踝上的效果,减少炎症过程,将对心脏和中枢神经系统的持久损害降至最低。

冷却现在在医院里被广泛使用,一些医生开始相信这一原则可以进一步发展-本质上是让人在死后继续活着。在马里兰大学,外科医生塞缪尔·蒂舍曼(Samuel Tisherman)正在研究他所说的“紧急保存和复苏”(EPR),这是一种实验方案,医生可以迅速为心脏停止跳动的创伤患者降温。这可以为紧急手术争取时间。现在,在严重创伤的情况下,病人可能只有几分钟的生命了-不足以活到手术台上。例如,Tisherman描述了一个主动脉受枪伤的人,他内出血非常快。如果那个人的心脏停止跳动,Tisherman的团队将通过手术打开胸部并按摩心脏,使其在试图修复主动脉时保持跳动。这只需要几分钟,但当病人失血过多时,就结束了。由于缺氧,大脑在几分钟内就会死亡。

冷却可以延长这一关键窗口。Tisherman解释说,即使心脏停止跳动,大脑也可以在足够低的温度下存活大约两个小时。在这种情况下诱导麻木将意味着降温必须非常迅速-需要一个由麻醉师、外科医生和心脏病学家组成的团队在几乎没有事先通知的情况下同步工作。但是科学就在那里。“这些损伤在技术上是可以修复的,”Tisherman说。“这些限制与其说是生理上的,不如说是后勤上的。”

这就引出了这样一个问题,即这种生理可能会以其他方式改变,无论是治疗上的还是其他方面的。如果致命的伤者可以活下来,那么在不那么极端的情况下,温度是否可以用来减缓新陈代谢过程呢?一个人能在健康的状态下“冬眠”多久?

这个问题正受到美国国家航空航天局(NASA)的认真对待。从2014年开始,该机构资助了关于长期冬眠的研究,以此作为促进长期太空旅行的一种方式。例如,前往火星受到宇航员吃饭和四处走动等顽固需求的限制。但是,如果他们的新陈代谢过程可以减慢到几乎为零,理论上他们可以旅行得更远。“明显的好处是需要更少的食物,”约翰·布拉德福德(John Bradford)说,他是一名航空工程师,曾与该机构合作制定人类冬眠协议。一名机组人员将保持清醒,而其他人将冬眠两周。它们可以保存在小吊舱中,最大限度地减少船内需要包裹在辐射阻挡罩中的空间量,因为辐射阻挡罩非常重,而且燃料效率很低。

尽管他的协议尚未实际执行,但布拉德福德对此持乐观态度。他说:“我们找不到任何令人惊叹的东西,任何理由都不可能做到这一点。”尽管如此,医疗并发症的风险并不是零。因为我们的身体不储存食物,宇航员将不得不通过管子进食(通过外科手术将腹部前部钻一个洞插入胃中)。布拉德福德说,最大的挑战将是降低人们的温度,而不会导致他们发抖和消耗能量。在医院里,可以用镇静剂来克服颤抖,但布拉德福德的团队对让一组宇航员连续几周或几个月服用大量镇静剂持谨慎态度。

我们真正需要的是一种可以安全地降低人体核心体温的药物,它可以引发许多其他物种享受的那种麻木。Bradford和Tisherman都指出这种药物是一种潜在的突破-一种解决他们工作中最明显的限制因素的方法。事实上,北极松鼠生物学家德鲁有一种药物,她相信可以做到这一点。她将其功能描述为“调低你的恒温器”。它在老鼠身上可靠地发挥作用,这是一种非冬眠动物,一直是她的实验模型,德鲁正在与美国食品和药物管理局(U.S.Food and Drug Administration)就人体测试进行谈判。2019年,美国国立卫生研究院(National Institutes Of Health)为她的工作提供了1180万美元的拨款,这表明这种疗法对人类的吸引力并不局限于那些技术上已经死亡或正在前往火星的人。

德鲁说,降温有可能在治疗许多炎症性疾病方面发挥作用。她还对体温调节在失眠中的作用感兴趣。在某些情况下,这种紊乱似乎是由于人体每晚标准的周期性降温存在缺陷,因此调温药物可能有助于诱导睡眠。与此同时,其他研究人员正在研究温度依赖的代谢途径在肥胖和糖尿病中是如何受到影响的,以及它们是否可以被重置。正如德鲁所说,“认为体温是我们可以控制的,这是医学重大变革的开始。”

至于在1月到3月期间使用这种药物选择性冬眠,我现在肯定那会要了我的命。除了大脑温度设定点的问题外,人类还有解剖学上的障碍。例如,德鲁说,她的老鼠只能被诱导冬眠大约两周,然后才会出现脓毒症,显然是因为肠壁的破裂。与我们的不同,许多冬眠动物的肠道在解剖学上是适应这种做法的。黑熊的内脏确实与人类更相似,它们通过循环通过一定范围的体温来维持冬眠,而不是整整几个月都在直线下降。人类的冬眠很可能需要类似的循环,这将比简单地用药片关闭身体的恒温器要复杂得多。

我的冬季冬眠计划(显然已经是致命的)的最后一个缺陷是冬眠不同于sle EP,也没有明显的恢复功能。布拉德福德解释说,即使我设法保持昏迷而没有肠子破裂,我出来时也不一定会感到休息。他说:“我相信有些人会喜欢在周末或一周内打卡外出。”

我们想听听您对这篇文章的看法。向编辑提交一封信,或写信给[email protected]

医学博士,是“大西洋月刊”的特约撰稿人。他也是耶鲁大学公共卫生学院的讲师,也是即将出版的“清洁”一书的作者。