Почему палочники впадают в анабиоз. Анабиоз - что это за явление? Кто впадает в анабиоз? Роль анабиоза как способа переживания неблагоприятных условий

24.09.2019Рубрика: Роды

Таких как высушивание или замораживание, необходимо в несколько раз замедлить скорость протекания обменных процессов в организме. В этом и заключается сущность анабиоза. Все зависит от содержания воды, запасы которой должны снизиться на ¼, а то и на половину от изначального количества. Только в этом случае скорость физиологических реакций сможет снизиться, не причинив вред организму животного. Некоторые ученые говорят о возможности погружения млекопитающих в состояние анабиоза при помощи газов (углекислый газ, аргон, сероводород)

Явление анабиоза используется в медицине при изготовлении живых вакцин, консервировании тканей для трансплантаций, длительном сохранении штаммов микроорганизмов.

Анабиоз микроорганизмов

На заре микробиологии внимание многих ученых было приковано к необычайной устойчивости некоторых микроорганизмов к высушиванию или замораживанию. Еще Левенгук отметил способность коловраток возвращаться к жизнедеятельности после почти двухлетнего пребывания в сухом песке. Позднее английские ученые выявили подобные приспособительные механизмы у личинок пшеничных круглых червей. Все, что было необходимо для оживления – это влага. К низким температурам оказались устойчивы такие болезнетворные микроорганизмы, как палочка сибирской язвы, тифозные бактерии, азиатский тип холерных вибрионов. Даже после замораживания при температурах, близких к абсолютному нулю, патогенные бактерии способны сохранять свои вирулентные свойства.

Анабиоз позвоночных

Наряду с мельчайшими организмами, в анабиоз впадают и насекомые. Однако по-настоящему впечатляет пребывание в состоянии полусмерти высших позвоночных. Наука знает обнаружения в вечных льдах замерзших ящериц, которые чудесным образом оживали после размораживания. И это при том, что некоторые холоднокровные счастливцы провели при отрицательных температурах не один десяток лет. Еще более замечательны примеры обнаружения теплокровных животных в состоянии, сходном с анабиозом.

Подобным образом неблагоприятный период года могут переносить тушканчики и ежи, причем их невозможно разбудить никакими доступными обывателю способами. Известны случаи введения в состояние анабиоза летучих мышей и даже . Естественно, эти опыты проводились заинтересованными учеными. Теперь на повестке дня другой вопрос – может ли человек, без последствий для здоровья, погружаться в анабиоз?

АНАБИОЗ (от греч. слова-anabiosis), в прямом переводе означает возвращение к жизни, оживление, воскрешение (Ргеуег, 1880 г.). Оживление предполагает предшествующею ему смерть или состояние «скрытой жизни». В связи с этим, часто под словом А. разумеют не оживление, а «скрытую жизнь» или временную приостановку жизненных функций. Анабиоз в последнем смысле слова означает не жизнь, т.к. при А. нет жизненных отправлений, но и не смерть, т. к. возможно возвращение к жизни; смерть же-явление необратимое. Главным фактором А. является отнятие воды от протоплазмы путем ее высушивания при высокой t°, замораживания или повышения концентрации солей в окружающей среде. Последнее явление часто наблюдается в соленых озерах и морских лиманах в летние периоды. Возможность А. в смысле временного, но полного прекращения всех жизненных функций, не может считаться вполне доказанной; однако, при понижении t° ниже 0°, при сильном высыхании или при удалении кислорода жизненные функции (дыхание, движение и пр.) могут быть настолько понижены у нек-рых животных и растений, что практически может итти речь об остановке жизненных функций и последующем их восстановлении, т. е. об анабиозе.-Анабиоз семян растений. Декандоль (Decan-dolle) держал семена при температуре -37-53° в течение 118 дней, после чего большинство семян сохранило всхожесть. Го-роци и Искомо держали семена различных растений при t°-183-192° около пяти суток с тем же результатом. Беккерель просушивал семена люцерны, пшеницы, горчицы, плесневые грибки и бактерии в безвоздушном пространстве при t° 40-45° в присутствии безводной окиси бария, жадно поглощающей влагу. Подобные семена, помещенные в запаянные трубки с абсолютным вакуумом, оставаясь в течение трех недель при t° жидкого воздуха (-183°) и более трех суток при t° испаряющегося жидкого водорода (-250°), обнаруживали через год высокую всхожесть. В условиях опыта Бек-кереля семена оставались без воды и кислорода при t°, к-рая исключала течение химических реакций. В этом случае есть основание говорить об А. семян.-Ж и в о т н ы е, как правило, менее выносливы, чем семена растений. Лишь немногие из них способны возвращаться к жизни после сколько-нибудь значительного высыхания или пребывания при низкой t°, В естественных условиях высокой способностью к оживлению после высыхания обладают обитатели мхов и лишайников-микроскопические животные из группы червей (нек-рые коловратки, тихоходки и нек-рые свободно живущие круглые черви). Коловратки и тихоходки способны «оживать» даже после 50-дневного пребывания над серной кислотой под колоколом воздушного насоса при давлении воздуха лишь в 4 мм, т.е. после почти абсолютной степени обезвоживания их тканей. Яркая форма А. описана у круглого червя- угрицы, паразитирующего в зернах пшеницы. Угрицы могут оживать в воде после десятка лет хранения их в высушенных пшеничных зернах. Дождевые черви способны восстанавливать свои функции даже после потери 75% воды, содержащейся в их теле, при возвращении их во влажную среду. Были поставлены многочисленные опыты с приостановкой жизненных явлений путем понижения t° и последующего их восстановления при оттаивании. Многие опыты с оживлением многоклеточных животных (в том числе позвоночных) после их охлаждения ниже 0° изобилуют противоречиями. В большинстве опытов исследователи вели учет лишь внешней t°, что не дает правильного представления о падении t° тела. Интересно, однако, отметить, что после осторожного оттаивания куска льда, взятого зимою из пруда, можно убедиться, что многие из замерзших в нем планктонных животных оживают. Описаны случаи, когда хорошо промерзшие рыбы, лягушки и нек-рые пресмыкающиеся возвращались к жизни. Более планомерные опыты с учетом t° тела вели русские исследователи Бахметьев и Кодис. П. И. Бахметьев утверждает, что восстановление жизненных процессов после временного, но полного их прекращения, возможно у насекомых, позвоночных и даже у млекопитающих (летучие мыши). Помещая животное в двустенный ящик с охладительными смесями, Бахметьев следил за изменением t° подопытных животных при помощи термо-электриче-ской иглы и пришел к выводу, что возможно возвращение к жизни бабочки, лягушки или летучей мыши даже после того, как все их соки замерзли и t° тела пала до -10°. Исследования Бахметьева о возможности возвращения к жизни животного после того, как его соки затвердели и приостановилось движение крови, сердцебиение и движение грудной клетки (напр., у летучей мыши), представляют высокий интерес, но его утверждение, что в условиях опыта все соки затвердели и полностью прекратились жизненные функции, оспаривается. Особенно демонстративные результаты дают бактерии. Макфайден в лаборатории Дюара сжижал лабораторный воздух, пропуская его через сосуд, охлаждающийся при t° жидкого водорода (-252°). Получившийся сжиженный воздух был перенесен на различные стерильные питательные среды при помощи стерильной кисточки. На этих средах при пемп. 37° развились 44 вида бактерий, обычно встречающихся в воздухе. Другими словами, бактерии воздуха сохранили жизнеспособность при температуре ЖИДКОГО воздуха. М. Завадовский. А. у микробов. Можно считать, что среди микробов нет таких, к-рые не могли бы переносить продолжительного постепенного высушивания. Особенно стойки в этом отношении спороносные бактерии. Стойкость спор многих бактерий колоссальна. В качестве примера могут быть приведены споры тетануса, ботулинуса, ряда сапрофитов (напр., В. mesentericus и др.). Высушивание до постоянного веса они переносят в течение довольно продолжит, времени (5-10 мин.), даже при 160°. Высушенные споры бо-тулинуса переносят нагревание при температуре кипения в течение 6-8 часов, споры сенной палочки переносят пребывание в течение нескольких дней при t° жидкого гелия (-267°, -269°) и т. п. Микробы, не обладающие способностью спорообразования, также переносят продолжительное высыхание, особенно если они подвергаются высушиванию, resp. замораживанию, вместе с тем субстратом, в к-ром они находятся. При высушивании вместе с субстратом, вокруг бактериальных клеток образуются плотные, непроницаемые белковые или иные оболочки, предохраняющие от вредных внешних влияний, способствующие более постепенному и равномерному высыханию живой протоплазмы. В этом нужно видеть причину более длительного сохранения указанных выше микробов, т. к. известно, что повторные высушивания и пропитывания водой, resp. замораживания и оттаивания, происходящие в течение короткого срока, особенно губительно действуют на живое вещество, нарушая тончайшее его строение. Известна длительность сохранения жизнеспособности палочек tbc, стрептококков и т. д., высушенных вместе с мокротой. Высушивание пневмококков и стрептококков вместе с кровью или органами убитого ими животного и замораживание или высушивание оспенной вакцины являются обычным приемом для сохранения жизнеспособности и вирулентности их. Способность глицерина консервировать некоторые вирусы (оспенный, бешенства и др.) может быть объясняема его высушивающим действием. Лит.: Шмидт П. Ю., Анабиоз, Л., 1923 (там же подробная литература).А. Чельный.

АНАБИОЗ [гр. anabiosis оживление] - временное состояние, наблюдающееся у некоторых растительных и животных организмов как приспособление к неблагоприятным условиям среды (температурным, отсутстпнго влаги и т. д.). А. характеризуется обратимым значительным снижением обмена веществ и отсутствием внешних (видимых) проявлений жизни.[ ...]

Анабиоз- резкое ослабление обменных процессов в организме, позволяющее ему пережить неблагоприятный период жизни.[ ...]

АНАБИОЗ [гр. anabiosis - оживление] - временное состояние организма, при котором резко снижается обмен веществ и отсутствуют видимые проявления жизни; наблюдается гл. обр. у беспозвоночных как приспособление к неблагоприятным условиям среды обитания.[ ...]

Анабиоз (от греч. - оживление) - способность организмов переживать неблагоприятное время (изменение температуры окружающей среды, отсутствие влаги и др.) в состоянии, при котором резко снижается обмен веществ и отсутствуют видимые проявления жизни. При наступлении благоприятных условий организм оживает. Явление анабиоза впервые было обнаружено А. Левенгуком (1701). С анабиозом много общего имеет зимняя (при замерзании) и летняя (при обезвоживании) спячка животных. Однако для анабиоза характерно более глубокое подавление жизнедеятельности организма. Типичным примером является скрытая жизнь семян многих растений, сохраняющих всхожесть порой десятки лет. Анабиоз наблюдается у бактерий, беспозвоночных, земноводных, пресмыкающихся и др. Так, некоторые организмы (коловратки, нематоды, тихоходки) способны выносить высыхание вплоть до полной потери влаги. При этом совершенно прекращается обмен веществ и организмы впадают в состояние полного анабиоза. Однако, они способны восстановить активную жизнедеятельность при условии увлажнения и при соответствующей температуре окружающей среды. В состоянии анабиоза некоторые виды бактерий, не теряя своей жизнеспособности, могут выносить охлаждение до -250°С. Явление перехода в недеятельное или малоподвижное состояние известно и у многих вышестоящих по уровню организации животных (высших червей, моллюсков, насекомых и даже у позвоночных, в том числе млекопитающих).[ ...]

Анабиоз (ана - нет, биоз - жизнь) - резкое снижение обмена веществ, сопровождающееся практически полным обезвоживанием организма. Способ выживания некоторых организмов в экстремальных экологических условиях. Состояние организмов, близкое к анабиозу, называют скрытой жизнью (зимний покой растений, спячка позвоноч-ных и яр.;.[ ...]

Анабиоз - временная остановка жизненных процессов в спермиях вследствие недеятельного состояния ферментов при низкой температуре или при кислой реакции.[ ...]

Анабиоз временная полная приостановка жизнедеятельности организма, связанная с наступлением неблагоприятных условий или с особой фазой индивидуального развития.[ ...]

Анабиоз - временное состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедленны, что почти полностью отсутствуют все видимые проявления жизни. Анабиоз способствует выживанию организмов в резко неблагоприятных условиях жизни. При наступлении благоприятных условий организмы возвращаются в нормальное состояние. Распространен у бактерий, грибов, простейших, коловраток, тихоходок.[ ...]

С анабиозом очень много общего имеет зимняя (при замерзании) и летняя (при обезвоживании) спячка животных. Однако для анабиоза характерно более глубокое подавление жизнедеятельности организмов. Явление анабиоза впервые было обнаружено и описано А.Левенгуком в 1701 г. Спячка зимняя (гибернация) - это состояние, подобное сну, в которое впадают млекопитающие к началу зимы в основном умеренных и высоких широт. Все жизненные процессы в этом состоянии сведены к минимуму. Так, зимняя спячка у млекопитающих (суслики, сурки, ежи, летучие мыши и др.) длится с осени до весны (6-8 месяцев). Спячка летняя (эстивация) - неактивное состояние, подобное сну (летний покой) некоторых животных (грызунов) в аридных районах, помогающее им пережить сухой и жаркий сезон года.[ ...]

Грезе В. Н. Анабиоз зообентоса Таймырского озера и его продуктивность // Зоол. журн. 1947. Т. 26. № 1. С. 3-8.[ ...]

Шмидт ГГ. Ю. Анабиоз, Явление оживания.[ ...]

Калабухов Н. И. Анабиоз у насекомых и позвоночных при температурах ниже нуля. «ДАН СССР», № 7, 1934.[ ...]

Лозина-Лозинский Л. К. Анабиоз и жизнеспособность насекомых при глубоком охлаждении (около -190°). Вопр. эколог., т. VII, «Высшая школа».[ ...]

От оцепенения следует отличать анабиоз (от греч. ana - вновь, bios - жизнь, anabiosis - оживление), который представляет собой явление, заключающееся в том, что у организмов под влиянием разных причин может резко снижаться уровень обмена веществ вплоть до отсутствия видимых признаков жизни. Например, у растений высушенные семена сохраняют всхожесть в течение многих лет. Инцистирование инфузорий позволяет сохраняться им живыми до 6 лет, а яйца Diaptomus sanguires сохраняются свыше 300 лет.[ ...]

Бахметьев П. Итоги моих исследований об анабиозе насекомых и план его исследований у теплокровных животных, Изв. АН, т. XVII, № 4, 1902.[ ...]

Лозина-Лоз и некий Л. К. Жизнеспособность и анабиоз при низких температурах у животных.[ ...]

Л о з и н а - Л о з и н с к и й Л. К- Холодостойкость и анабиоз у гусениц кукурузного мотылька.[ ...]

Таким образом, при холодильном хранении принцип анабиоза выражен в чистом виде - он относится как к сырью, так и к микроорганизмам. Этот метод дает возможность сохранить сырье при минимальном изменении его натуральных свойств в течение многих суток и даже недель, т. е. гораздо дольше, чем принцип биоза.[ ...]

В половых путях самца спермии находятся в легком анабиозе под влия-нпем молочной и других кислот, выделяемых стенками придатка семенника. Среда, окружающая спермии, содержит в растворе неэлектролиты и очень небольшое количество солей. Необходимая для гликолиза активных спермиев фруктоза отсутствует, и спермии находятся в спокойном состоянии.[ ...]

К сожалению, этот важнейший вопрос сейчас остается в стадии анабиоза; начатая проверка работ Брюера в нашей лаборатории три года тому назад не могла до сих пор быть закончена 105.[ ...]

В продолжение всей жизни растения (за исключением периода зимнего анабиоза) между его корневой системой и почвой происходит обмен веществ, интенсивность которого тесно связана с течением физиологическах процессов в организме. Наиболее легко поддается исследованию дыхание корней, о котором можно судить как по поглощению кислорода, так и по выделению углекислого газа.[ ...]

У животных в зимний период понижается обмен, двигательная активность, температура тела (спячка, зимний сон, анабиоз); в весенне-летний период - повышается активность физиологических процессов.[ ...]

При температуре 6 °С черви перестают питаться, при 4 °С освобождают пищеварительный тракт и впадают в состояние анабиоза. С наступлением морозов они замерзаЛт, но это не опасно. С наступлением весны черви приобретают активность и нуждаются в пище, поэтому субстрат для них должен быть подготовлен с осени. Культивируемые черви очень зависимы от человека и при отсутствии корма тихо погибают.[ ...]

Живую рыбу можно перевозить во влажной атмосфере без воды. Такая перевозка основана на попытке довести живую рыбу до анабиоза. Некоторые виды рыб, представляющие интерес для прудового рыбоводства (карп, линь, карась), очень живучи и выдерживают без воды довольно значительное время. Этому способствует кожное дыхание, величина которого зависит от возраста и вида рыб. Наиболее длительное выживание (до 100 ч) карпов-сеголетков во влажной атмосфере отмечено при 4° С, тогда как при 1°С они жили 28 ч и при 15° С - 33 ч. Если сеголетки карпа при 4° С выдерживали без воды 100 ч, то двухлетки - максимум 36 ч. Имеет значение и сезон года. Карпы-двухлетки в период с декабря по нюнь живут без воды 28-34 ч, а сентябре - октябре - не более 8 ч, что, по-видимому, связано с перестройкой обмена веществ на зимний период.[ ...]

Температурная зона, лежащая между критической температурной точкой и температурной точкой гибели насекомого, была названа зоной анабиоза. Состояние анабиоза характеризуется замедлением обмена веществ, однако не полным его прекращением, как полагали Бахметьев и некоторые другие авторы.[ ...]

При неблагоприятных условиях простейшие и некоторые другие организмы, например коловратки, впадают в состояние длительного покоя - анабиоза. Тогда они принимают округлую форму, покрываясь плотной оболочкой- инцистируются (рис. 53, г); в таком состоянии они могут существовать очень долго. При очистке сточных вод это свойство очень важно, так как позволяет при нарушении эксплуатации очистных сооружений сохранить жизнь ряду организмов активного ила. При восстановлении обычных условий обитания организмы из инцистированного переходят в активное состояние, и в иле начинают появляться его обычные обитатели.[ ...]

К низким температурам бактерии мало чувствительны, под их воздействием замедляются процессы жизнедеятельности и они впадают в состояние анабиоза; особенно большой устойчивостью обладают споры бактерий и плесневых грибов.[ ...]

Под микроскопом ил приобретает вид мертвых комочков темно-бурого цвета, в жидкости нарастает количество единичных особей и нитчатых форм бактерий, увеличивается число червей, появляются плесневые грибы. Ил плохо оседает, жидкость над ним остается мутной.[ ...]

Пассивный путь - подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. Например, переход при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и т.д.).[ ...]

Секреты придаточных половых желез имеют слабощелочную реакцию, входят в состав спермы и при ее выделении активизируют движение спермиев, выводя их из состояния анабиоза.[ ...]

Первым и наиболее древним способом устранения от вредоносных влияний среды, возникшим еще при переходе живых существ от водного к наземному образу жизни, является анабиоз, свойственный беспозвоночным животным, а также некоторым рыбам, амфибиям и рептилиям. Анабиоз - такое состояние организма, при котором жизненные процессы настолько замедлены, что признаки жизни видимо не проявляются. Анабиоз возникает под влиянием как низких температур, так и высоких, сопровождающихся большим недостатком воды. Иначе говоря, в первом случае это обратимое замерзание, а во втором - обратимое высыхание. При возвращении условий среды к совместимым с существованием происходит и восстановление активной жизни организма. Так, при таянии речного льда оживают вмерзшие в него простейшие, например инфузории, насекомые, паукообразные и низшие ракообразные. При увеличении влажности возрождаются находившиеся в состоянии теплового анабиоза яйца и куколки насекомых, а также некоторые другие беспозвоночные низшие организмы.[ ...]

Таким образом, когда поверхность древесины достигнет значения, близкого к влажности воздушно-сухой древесины, грибки, вызывающие нагревание древесины, впадают в состояние анабиоза, в котором и находятся до тех пор, пока влажность древесины не увеличится до величины, благоприятной для их жизнедеятельности.[ ...]

Попыток хранения половых клеток с использованием различных методов было предпринято множество, например: хранение при положительных температурах на питательных средах; кислотный анабиоз; лиофилизация; гипотермия; низкотемпературная консервация.[ ...]

Специфичность действия перекиси водорода на микробные клетка в водопроводной воде проявляется в следующем: под влиянием 3 мг/л перекиси водорода на протяжении воего опыта (2 ч) клетки оотаютоя без изменения - как бы в состоянии анабиоза. Их отруктура однородная, оптически плотная, оболочка четко контурируется при фазово-контрастном наблюдении, клетки в виде коротких палочек (рио.5, см.вклейку между стр.16-17).[ ...]

Лиофилизация широко используется при хранении микроорганизмов. Однако из-за геометрических характеристик спермиев и вследствие их более высокой чувствительноети к действию экстремальных факторов в рыбоводстве этот метод также не применяется. Методы хранения спермы при положительных температурах и в условиях кислотного анабиоза не применяются в рыбоводстве из-за катаболического типа обмена веществ у рыб, отсутствия у сперматозоидов способности к репарации и ограниченного запаса энергии.[ ...]

Наблюдение за составом активного ила и ходом деструктивного окисления загрязнений сточных вод ведут, учитывая количество и состояние индикаторных микроорганизмов. К ним относятся инфузории - Cyliata, Paramecium, Lacrimaría, Stentor, Stylonichia, Euplofes patella, Aspidisca costata, Opercu-laria, Vorticella и др. В иле встречаются амебы, солнечники и коловратки Philodina roséola, Notommata ansata и др. При неблагоприятных условиях простейшие и коловратки впадают в состояние анабиоза и инцистиру-готся.[ ...]

Растительные организмы, находящиеся в условиях загрязнения атмосферы обладают индивидуальной устойчивостью к токсикантам.[ ...]

Так, древесные и кустарниковые породы Якутии не вымерзают при -70°С, в Антарктиде при такой же температуре обитают лишайники, отдельные виды водорослей, ногохвостки, пингвины. В лабораторных экспериментах семена, споры и пыльца растений, коловратки, нематоды, цисты простейших после обезвоживания переносят температуры, близкие к абсолютному нулю, до -271,16°С, возвращаясь после этого к активной жизни. Приостановка всех жизненных процессов организма называется анабиозом. Из состояния анабиоза живые организмы возвращаются к нормальной жизни при условии, если не была нарушена структура макромолекул в их клетках.[ ...]

Противники Пастера (например, Т р е-к ю л ь) возражали против утверждения о существовании бактерий, для которых кислород воздуха может быть смертельным, и приводили в пример споры анаэробов, способные длительное время сохраняться на воздухе. На это Пастер отвечал, что споры не являются настоящими живыми существами, так как они не питаются и не размножаются. Последующее развитие науки подтвердило положения Пастера. Так, было показано, что спорам бактерий свойствен крайне выраженный анабиоз и обмен веществ у них находится на таком низком уровне, что его даже не удается измерить с необходимой точностью. В связи с этим споры не чувствительны ко многим повреждающим факторам, а споры анаэробов могут, кроме того (в отличие от вегетативных клеток), легко сохраняться на воздухе.[ ...]

Другое их название - пойкилобионты (от грен. роНа1оз - изменчивый, меняющийся), т.е. организмы, пассивно изменяющие свое состояние, свои функции, поддаваясь изменениям в среде. К ним относятся растения и животные, пассивно переносящие охлаждение, замерзание, высыхание, голод, дефицит кислорода и т.п. Крайние проявления такой способности, наблюдаемые вблизи границ или даже за пределами биоинтервала, связаны со специальными приспособлениями: с гипобиозом - глубоким замедлением жизнедеятельности, состоянием спячки у животных, и анабиозом - полным, но обратимым замиранием всех жизненных процессов, как это имеет место у спор, семян и многих низших животных. Переход в это крайнее состояние уже исключает дальнейшее подчинение среде (пассивная устойчивость) и чрезвычайно расширяет возможность выживания в самых неблагоприятных условиях. Большинство организмов биосферы относятся к пойкилобионтам.[ ...]

Необходимо иметь в виду, что при замораживании плоды и овощи как живые организмы погибают вследствие главным образом давления ледяных кристаллов на нежную и уязвимую к механическим воздействиям цитоплазменную мембрану, являющуюся носителем жизни растительных клеток. Что касается микроорганизмов, то они очень устойчивы к низким температурам, и хотя некоторая часть их погибает при замораживании, но большая часть переходит в споровое состояние, и в таком виде, не питаясь и не размножаясь, в состоянии между жизнью и смертью может сохраняться десятки, сотни и даже тысячи лет. Таким образом, при замораживании принцип анабиоза относится только к микроорганизмам, растительное же сырье сохраняется по принципу отсутствия жизни, абиоза.[ ...]

Последние данные науки существенно расширяют наши представления о границах биосферы. Обнаружено, что споры бактерий и мицелий некоторых грибов не теряют жизнеспособности в условиях высокого вакуума (10 мм рт. ст.). Бактерии обнаружены в водах атомных реакторов, часть из них выдерживает облучение порядка 2-3 млн рад. При температурах жидкого воздуха, гелия, водорода ряд бактерий остаются живыми. Даже отдельные высшие растения и насекомые переносят температуру, приближающуюся к абсолютному нулю (-273,16°С). Живые бактерии, способные к размножению, обнаружены в нефтяных водах на глубине 2800 м, на дне океанов (11 км), в рассолах с концентрацией 250 г/л, при давлениях, равных 1000 атмосфер, после 5 суток кипячения, 150-250 лет анабиоза (Ковда). Тем не менее обычно считают, что биосфера как область жизни охватывает верхнюю часть литосферы, всю гидросферу, тропосферу и нижние слои стратосферы до 25 км в высоту. Повседневно реальные границы распространения живого являются более узкими.[ ...]

При изготовлении маринадов подготовленные плоды или овощи заливают раствором уксусной кислоты, содержащим сахар и соль (бывают маринады и на основе молочной кислоты). Основным консервирующим началом при этом является уксусная кислота, содержание которой в различных маринадах колеблется от 0,6 до 1,2 %. Эш небольшие концентрации уксусной кислоты не могут полностью воспрепятствовать развитию плесеней, уксуснокислых бактерий и других микроорганизмов, поэтому маринование само по себе не может сохранить продукт надолго. Для увеличения срока хранения маринованные продукты фасуют в герметически укупориваемую тару и пастеризуют (или хранят при пониженной температуре). При этом изменяется сам принцип консервирования, который в таком случае сводится уже не к анабиозу микробов, вызванному действием кислоты, а к биозу - уничтожению микробов с помощью высокой температуры.

Анабиоз наблюдается при резком ухудшении условий существования (низкая температура, отсутствие влаги и др.). При наступлении благоприятных условий жизни происходит восстановление нормального уровня жизненных процессов. Наиболее устойчивы к высушиванию, нагреванию, охлаждению спорообразующие бактерии , грибы , простейшие (образующие цисту). У многоклеточных организмов замедление жизнедеятельности и её почти полная остановка вошли в нормальный цикл развития - семена , споры .

Мельчайшие организмы (например, эмбрионы до восьми клеток) могут быть криоконсервированы и потом восстановлены. Некоторые из них существуют в анабиозе до 13 лет.

Животные, впадающие в анабиоз, могут терять половину и даже три четверти заключённой в тканях воды. Анабиоз по сравнению с оцепенением и спячкой сопровождается более глубоким подавлением жизнедеятельности.

Явление анабиоза при высушивании и охлаждении используется для приготовления сухих живых вакцин , длительного хранения клеточных культур, консервирования тканей и органов.

Имеются данные о возможности введения млекопитающих в состояние анабиоза с помощью таких газов, как углекислый газ , аргон , сероводород и пр.

Эксперименты

Температурное индуцирование анабиоза

Понижение температуры вещества снижает химическую активность по уравнению Аррениуса . Это включает в себя такие жизненные процессы, как метаболизм .

Гипотермический диапазон

В июне 2005 года ученые Центра исследований проблем реаниматологии им. П. Сафара, Питтсбургского университета объявили о том, что им удалось погрузить собак в анабиоз и впоследствии вернуть их к жизни, практически без повреждений головного мозга . Для этого у животных была выкачана кровь и заменена инъекционным раствором, которым заполнили всю кровеносную систему для удержания живого организма в охлажденном состоянии. По окончанию трёх часов клинической смерти кровь была возвращена в кровеносную систему, а сердцебиение было восстановлено электрическим разрядом. После чего сердце начало процесс кровообращения в нормальном режиме. Таким образом животные были возвращены к жизни.

20 января 2006 года врачи Центральной больницы Бостона , штат Массачусетс , объявили о помещении свиней в анабиоз подобным методом. Свиньям была проведена анестезия и сымитирована кровопотеря с помощью скальпеля, как при тяжелых травмах (например, проколотая аорта , как это могло бы произойти в автокатастрофе или при огнестрельном ранении). После того, как свиньи потеряли приблизительно половину их крови, остающаяся кровь была заменена охлажденным физиологическим раствором . После того как температура тела достигла 10 ° C (50 ° F) поврежденные кровеносные сосуды были восстановлены, и кровь была возвращена. Этот метод был проверен 200 раз с 90%-м показателем успешности.

Криогенный диапазон

Это понятие носит теоретический характер и часто воспринимается неверно. Человек неспособен пережить анабиоз при криогенных (экстремально низких) температурах из-за повреждений в результате кристаллизации воды в организме. Пределы современной технологии и техники также недостаточны для предотвращения потери жизнеспособности клеток. Специалисты в области крионики работают над технологиями, принципиально отличающимися от парадигм анабиоза.

Для полноценной реализации анабиоза необходим надёжный метод для предотвращения повреждения клеток. Вследствие охлаждения и других физических ограничений в сочетании с токсичностью криопротектора , успешную витрификацию в лаборатории можно реализовать только для небольшого количества тканей. Также существует лишь ограниченные доказательства того, что это в принципе возможно, потому что только мельчайшие организмы могут быть подвергнуты безопасной заморозке и витрификации. Исследования по свободноживущей нематоде показали, что воспоминания могут быть восстановлены, и такие организмы могут пережить витрификацию приблизительно с 100%-ми показателями успешности.

Химическое индуцирование анабиоза

22 апреля 2005 года в научном журнале Science была опубликована статья, сообщающая об успешной симуляции гипотермического анабиоза у мышей. Полученные данные имеют большое значение, так как мыши не впадают в спячку в природе. Лаборатория Марка Б. Рота в Центре Исследований рака Фреда Хатчинсона в Сиэтле , штат Вашингтон , поместили мышей в камеру на 6 часов, наполненную смесью, в которой на миллион частиц воздуха приходилось 80 частиц сероводорода . Температура тела мышей снизилась до 13 ° C и обмен веществ замедлился в 10 раз, что определили по выработке углекислого газа и потреблению кислорода . Они также вызвали гипоксию на эмбрионах нематоды и эмбрионах рыбы Данио-рерио , погрузив их в многочасовой анабиоз с последующей реанимацией кислородом.

Центральная больница Массачусетса в Бостоне по тому же методу провела гибернацию мышей. Их сердечный ритм замедлили с 500 до 200 ударов в минуту, дыхание упало с 120 до 25 дыханий в минуту, а температура тела понизилась до 30 °C (естественный: 39 °C). После двух часов дыхания воздухом без сероводорода состояние мышей вернулось в норму. Необходимы дальнейшие исследования для понимания, оказывает ли газ разрушающее воздействие на мозг, принимая во внимание, что влияние сероводорода на организм подобно водородному цианиду ; это не замедляет скорость метаболизма, а скорее запрещает передачу энергии в клетке через АТФ.

Эксперименты на овцах под снотворным и на частично вентилируемых под наркозом свиньях не увенчались успехом. Предположительно, что в случае с крупными млекопитающими это может оказаться неосуществимым. Во всяком случае долгосрочный анабиоз не был реализован.

Анабиоз человека

Работы по анабиозу человека пока находятся в начальной стадии теоретических разработок и опытов над животными. Но первые успехи по погружению в анабиоз теплокровных животных, в частности, мышей , позволяют предполагать, что принципиальных препятствий для осуществления анабиоза человека не существует.

Погружение космонавтов в анабиоз было предложено как один из способов для длительного межзвёздного или межгалактического путешествия человечества. В таком случае отпадает необходимость в корабле поколений . Нужны лишь «смотрители», контролирующие наибольшую часть замороженного населения корабля. Это позволит значительно экономить ресурсы, необходимые для поддержания жизнедеятельности экипажа и пассажиров.

С 1970-х искусственно вызванная гипотермия была использована для некоторых кардиохирургических операций, как альтернатива аппаратам «искусственное сердце - лёгкие» . Однако охлаждение обеспечивало ограниченное количество времени для работы, и существовал риск повреждения тканей и головного мозга .

В настоящее время создано много научно-исследовательских проектов изучающих, как вызвать «искусственную спячку» в организме человека. Это погружение в состояние анабиоза будет также очень полезным по целому ряду причин, таких как спасение жизни тяжелобольных или травмированных людей. Состояние глубокой гипотермии поможет выиграть время при ожидании медицинской помощи.

Фактические примеры выживания людей, находящихся длительное время в состоянии гипотермии:

1999 год. Анна Бодженхолм , шведский радиолог , пробыла в ледяном озере подо льдом в течении 40 мин в состоянии гипотермии. Её температура тела снизилась до 13,7 °C (56.7 °F). После реанимационных мер пришла в себя практически без повреждений головного мозга.

См. также

Примечания

(неизв.) .
Longest frozen embryo baby born , BBC News (6 July 2005). Проверено 14 января 2009.
Triplets born 13 years apart , Times Online (6 July 2005). Проверено 24 января 2010.
Mihm, Stephen . Zombie Dogs , The New York Times (11 December 2005).
Alam HB, Rhee P, Honma K, Chen H, Ayuste EC, Lin T, Toruno K, Mehrani T, Engel C, Chen Z. (2006). “Does the rate of rewarming from profound hypothermic arrest influence the outcome in a swine model of lethal hemorrhage?”. J Trauma . Ncbi.nlm.nih.gov. 60 (1): 134-146. DOI :10.1097/01.ta.0000198469.95292.ec . PMID .
Doctors claim suspended animation success , The Sydney Morning Herald (20 January 2006). Проверено 10 октября 2006.
Left between life and death: First "suspended animation" trials set to begin in bid to buy time for stabbing and gunshot victims .
Cryonet 2008 Suspended Animation vs Cryonics
Fahy, Gregory M.; Wowk, Brian (2015). “Principles of Cryopreservation by Vitrification”. Methods in Molecular Biology . 1257 : 30-33. DOI :10.1007/978-1-4939-2193-5_2 . ISSN 1064-3745 .
Vita-More, Barranco. «Persistence of Long-Term Memory in Vitrified and Revived C. elegans.» Rejuvenation Research doi: 10.1089/rej.2014.1636

Анабио́з (от греч. anabiosis - возвращение к жизни, оживление), обратимое состояние организма, при котором жизненные процессы (обмен веществ, развитие, размножение и др.) настолько замедлены, что отсутствуют все видимые проявления жизни (например, состояние сухих семян, мхов и лишайников, микробных культур, спор микроорганизмов). Наблюдается при резком наступлении неблагоприятных условий и помогает живым организмам перенести сильный мороз или жару, высокое давление, глубокий вакуум, мощную радиацию, вибрации и т. п. но могут возобновить жизнедеятельность при улучшении условий.

В 18 веке многие естествоиспытатели были увлечены изучением необъяснимого в то время явления «воскресения» животных и растительных организмов, существенно или полностью прекративших обмен веществ в результате высушивания или замораживания. Такое явление впервые описал в 1705 голландский натуралист А. Левенгук , наблюдавший за микроскопическими червями - красными коловратками (Philodina roseola). Существенный вклад в изучение анабиоза внесли английский натуралист и священник Дж. Т. Нидхем, изучая жизненный цикл пшеничной нематоды (Tylenchus tritici) (1743), и итальянский естествоиспытатель Л. Спалланцани , продолжавший наблюдения Левенгука за коловратками (1777).

Термин «анабиоз» предложил впервые немецкий ученый Вильгельм Прайер в 1873. В 1900 Макфедайн и Роуланд провели опыты по замораживанию различных бактерий - стафилококков, протея и других микроорганизмов при температуре −182 °С в течение 20 часов. В 1909 году российский ученый П. В. Бутягин замораживал микроорганизмы и установил, что при температуре −20 - −44 °С большинство из них сохраняет жизнеспособность в течение 3 месяцев.

Значительный вклад в изучение анабиоза внес российский ученый П. И. Бахметьев , первым начавший научно исследовать состояние организма насекомых при замораживании с помощью собственноручно изготовленного электрического прибора (1899). В его опытах бабочку, помещенную в холодную камеру, сначала постепенно охлаждали до −10 °С, затем быстро нагревали до −1, 5 °С, после чего снова постепенно охлаждали до −10 °С. При разогревании такие бабочки оживали. Это необычайное явление Бахметьев назвал температурным скачком. В 1912 ему удалось искусственно вызвать анабиоз у млекопитающего - летучей мыши, которую помещали в холодную камеру с температурой −22 °С. Спустя некоторое время тело летучей мыши становилось совершенно твердым и не подавало признаков жизни, а его температура была равна −4 °С. После извлечения из холодной камеры летучая мышь ожила.

В 1922 В. В. Ефимов, изучая переохлаждение и замораживание инфузорий, пришел к важному выводу, что причиной их гибели при замораживании является образование кристалликов льда в цитоплазме клетки и в коллоидной оболочке. Позднее, российский ученый Н. И. Калабухов, повторив опыты Бахметьева, опроверг его утверждение, что летучих мышей можно полностью заморозить и затем снова оживить. Возвращение к жизни могло произойти только после начального периода замораживания, когда замерзали лишь конечности и поверхностные ткани тела. Как только кристаллики льда начинали образовываться во внутренних органах - в легких, кровеносных сосудах, сердце - животные погибали.

В 1934 итальянский исследователь Монтероссо попытался систематизировать явления остановки и возвращения к жизни. Так, под названием «анабиоз» он понимал угнетение жизни только в случае высыхания организмов, а для всех остальных явлений предложил новый термин - гипобиоз . Среди этой категории явлений Монтероссо выделял осмотический анабиоз, замораживание, зимнюю спячку, инцистирование, сон, высушивание тканей, оживление изолированных органов. Российский зоолог П. Ю. Шмидт выдвигал ряд сомнений по вопросу правомочности подобной классификации и выявлял два основных состояния анабиоза - анабиоз, наступающий при непосредственном высушивании живых организмов, и анабиоз при замерзании. С первым явлением тесно связан осмотический анабиоз - своеобразный процесс обезвоживания животных, обитающих в морской воде, а также летняя спячка животных, наступающая вследствие уменьшения содержания воды в организме из-за усиленного испарения и недостатка воды в жарких пустынных областях.

Состояние анабиоза характеризуется изменением содержания и состояния воды в организме, изменением структуры содержимого клеток, состояния ферментов и обмена веществ. Процесс перехода к анабиозу характеризуется снижением интенсивности биохимических процессов. С общебиологической точки зрения анабиоз представляет собой приобретенное в ходе эволюции физиологическое приспособление организма к неблагоприятным внешним условиям.

Погружение в анабиоз используется на практике как способ длительного сохранения полезных организмов (например, сухих живых вакцин) или их частей (консервация тканей и органов) без потери жизнеспособности.