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人死后还能复生吗?

1986-11-01徐小蛮王福康

青年文摘·上半月 1986年2期
关键词:液氮体细胞活体

徐小蛮 王福康

世界上第一位冷冻人

1964年,美国出版了一本《期待不死》的书。书中介绍说,在被医生宣告死亡的瞬间,立即冷冻起来,将来如果能治好这种病的时候,再解冻进行治疗,可能会复活。结果,这本有趣的书在读者中引起了强烈的反应,得到期望不死的人们的支持。

1967年,美国加利福尼亚州的一位心理学教授佩托福托,因患癌症,不治而死。他留下遗言,要象这本书上所介绍的那样,死后立即冷冻起来,等将来癌症可以治疗的时候,再进行解冻。医生在他死去的瞬间,向他的血管里注入防止冻害的甘油,并装入充满液氮的密封容器中,在-196℃中一直冷冻保存至今。佩托福托教授是世界上第一位冷冻人。据说,现在美国已有几十位冷冻人。

除了美国,在法国也曾发现有冷冻人。1984年7月,居住在法国西部一座古城的一位62岁的老医生,曾任巴黎大学医学院产科副教授。几个月前,他的49岁的妻子因头部被砸伤,不幸去世。这位老医生相信,到21世纪,随着医学的进步有可能治好他妻子的头部砸伤,救活他妻子的生命。于是这位老医生将他妻子的尸体放在一座荒废的古城地下室深处的一个特制的冷冻库里,在-60℃中保存起来。当这件事被发现后,在法国引起了轰动。

那么,这些冷冻人在若干年后真的还能复活吗?大多数科学家认为这是不可能的事。因为包括法国的冷冻人在内,这些冷冻人都是死后才冷冻保存起来的。人死后,脑神经细胞很快就死亡了。脑神经细胞一旦死去,就不能再复活了。如果人体其他部分的细胞能复活,但由于脑神经细胞不能复活,人的生命仍然不能复生。

如果在死前冷冻起来,可能情况会有些不同。但是,至今在世界上还没有一个在未死前就冷冻起来的冷冻人,只有1981年12月美国的一位少女在-26℃下冻僵后又复苏的事例。在动物方面,整体冷冻复活也只有在液氮-196℃中放置15分钟的“死金鱼”在温水中复活,以及一只猴子冷冻5天后,经解冻、输血使之复活的事例。可见要真正实现活体整体的冷冻保存将是十分遥远的事。但是,它的美好前景,象磁石一样吸引着科学家,许多科学家投身于这一研究课题,在活细胞和活器官的冷冻保存方面却获得了可喜的进展,并且诞生了一门低温生物医学,专门研究活体细胞和器官的冷冻保存。

冷冻保存的奥秘

人的温度变化很小,如果人体温度下降到27℃就会死去,这一温度也可以说是决定人生死的临界温度。那么,为什么极低温中冷冻的活体在解冻后仍能复生呢?它的奥秘在哪里呢?

我们知道在活体的细胞和组织,大约有十分之五至十分之八的水。这些水有两种类型。一种是与有机高分子直接结合的水,这种水在-190℃时也不会冻结;另一种是溶解了各种离子、中性物质和有机高分子的水,它在-10°~-80℃时才冻结。

在冻结时,使活体细胞受到伤害的主要是冻结温度太高(即高于-80℃),细胞质中残留水冻结成固体的冰,体积膨胀,使细胞膜破裂,杀死了细胞。或者,由于细胞外面的水被冻结成冰,体积膨胀,压破了细胞膜,杀死了细胞。即使细胞未被杀死,但也由于细胞外面的水冻结后,细胞外面的盐分浓度相对来说要比细胞里面的高,因渗透压的关系,细胞里的水会渗出外面,发生细胞脱水症,细胞解冻后也不能复活。同时,科学家还发现,如果细胞冷冻的速度慢,细胞中的水分便生冰晶,伤害细胞;反之,冷冻速度快,细胞中的水分便成玻璃态,不会伤害细胞。因此,科学家用在极低温中速冻的办法,减少细胞中的水分成冰的数量,以保护细胞不受损害。另外,在细胞中加入甘油或葡萄糖等保护物质,也能保护细胞少受冻害。不使细胞内外的水冻结也可以说是使活体冷冻保存成功的秘诀。

活细胞的冷冻保存

目前,活体细胞的冷冻保存有了惊人的发展,特别是冷冻精子和冷冻受精卵的广泛应用,使生殖技术发生了一场革命性的变化。

在日本,99%的乳牛、90%以上的肉牛都是用-79℃冷冻保存的精子生殖的。在人类社会中,冷冻精子从1954年开始应用,使因丈夫患无精症而不孕的妇女也可以怀孕生孩子了。这样诞生的婴儿世界上已有三千多名,被称为冷冻婴儿。

开始,人们还担心用这种方法出生的婴儿可能会有畸变等问题。但是,根据科学家对冷冻婴儿的追踪研究,无论是男女性比、出生时的体重,还是神经发育指数、智力指数都没有异常。因此,人们的这种疑虑可以打消了。

1984年4月,在澳大利亚墨尔本维多利亚医疗中心又诞生了一名由冷冻受精卵发育而成的婴儿,这标志着细胞冷冻技术又有了新的突破。

活细胞的冷冻保存技术,不仅应用于象精子、受精卵那样的生殖细胞,而且也应用于以红血球为主的、由白血球、淋巴细胞、血小板和血浆等组成的血液,以及骨髓和肿瘤那样的细胞组织方面。据国外报道说,冷冻在-196℃的液氮里的老鼠的癌细胞,6年后再解冻,移植到其他老鼠身上,仍具有癌细胞的活性。这对于探索癌细胞的病理机制可能会有用。

器官的冷冻保存

现在,不仅活体细胞能冷冻保存,而且某些器官也能冷冻保存,并且能得到应用。例如,在美国有皮肤银行、骨骼银行等组织,将死人身上取下的皮肤、骨头和血管等在-196℃的液氮里冷冻保存起来,供人体移植用。

被称之为器官之冠的心脏和人体化工厂的肝脏的冷冻保存研究也在进行之中。1973年,日本国立福冈中央医院的第四外科主任隅田幸男,曾将90只老鼠的心脏(重量为3~4克)用甘油保护后,将它们冷冻保存在-196℃的液氮里。二年后,他先解冻了一个心脏,结果心脏卜通卜通地跳了起来。温血动物的心脏冷冻复苏,这在世界上还是第一次。1984年,他又解冻了10只老鼠心脏,也都连续跳动了1~2个小时。在此以后,隅田博士又冷冻保存了一只兔子的心脏,过一段时间再将它解冻复苏,如获成功,那么,不久就会进入猪、猿等大型动物的试验,甚至还可能进入人的心脏试验。

肝脏是人体除脑以外最复杂的器官。肝脏中血管和胆管纵横交错,承担着体内代谢、排泄和解毒等作用。肝脏的冷冻保存是非常困难的。目前还不能使整个冷冻保存的肝脏,在解冻后恢复肝脏的功能。最新的研究成果只能做到:将肝脏切成边长为3~5毫米的一角,然后放在容积为300毫升的胶囊里,将它瞬时冷冻到-269℃,保存起来,在解冻后能起到人工肝脏的作用,即在血液的体外循环中,能去除血浆中的毒性物质和昏迷物质。这一试验的成功,不仅在临床上具有作为简易人工肝脏的使用价值,而且还增加了实现冷冻保存肝脏的可能性。

脑的冷冻保存也已做过试验。1965年,日本神户大学生理学教研室从一条狗的头里取出大脑,放在-20℃中冷冻保存了二百零三天,然后进行解冻复苏。结果,狗的大脑对电刺激仍有反应。这一冷冻大脑的实验结果使世界学者大吃一惊。因为脑神经的细胞很脆弱,通常被认为一旦脑神经细胞遭到破坏就不能再复生了。

器官的冷冻保存的成功,必将促进移植医学研究的发展。

(题图:邓中和)

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