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等待器官移植的无奈耶鲁大学在2019年做了一个让科学界“瞩目”的试验 , 他们在猪死后数小时内 , 用营养、蛋白质和药物的混合物来复苏了猪的大脑 。 根据参与者介绍 , 当时做这个实验的目的 , 并非是想让大脑恢复活力 , 而是研究大脑中神经网络的分布 。 这个实验开展以后 , 世界各地对类似实验室活动的兴趣如潮水般涌来 , 因为这个实验使得人们发现 , 生与死之间的界限 , 并不像他曾经想象的那么清晰 。
【科学家们正试图复活“死去”的器官,这对人类来说,意味着什么?】世界上每天都有很多危重病人 , 急需相应器官的移植以延长生命 , 拿美国来说 , 几乎每天就有超过60000名患者在等待器官移植的过程中死亡 , 每年有大约70万人死于重要器官的疾病 。
据世界卫生组织估计 , 全世界需要器官移植的人中 , 只有 10% 能够得到器官移植 。 相反地 , 每年都有数以千计的捐赠器官最终被扔进垃圾箱 , 因为这些器官并没有得到有效、及时地保存 。 还拿美国为例 , 美国近年来每年移植心脏和肺的数量大约为3000例和2000例 , 但浪费了6000颗供体心脏和7000颗供体肺器官 。
心脏停止跳动后 , 必须立即采集器官才能进行移植 。 而现在大部分的器官捐献来源 , 往往来自脑死亡者 , 通过在移除生命支持设备以后 , 捐献的器官会通过手术摘除下来 , 一般是用冰块来进行冷藏 , 以此来缓解新陈代谢 , 避免细胞死亡 。
因此 , 与时间赛跑 , 就成为了器官移植手术成败的关键 , 而此前在这方面的效果 , 从全球来看都不太理想 。
器官细胞为什么会死亡?实际上 , 当心脏停止向全身输送充满氧气和营养的血液时 , 大脑(和其他器官)不会立即死亡 。 这种现象好像给我们打开了一个窗口 , 科学家们可以在其中进行干预、停止该过程 , 甚至启动细胞的恢复 。
我们的器官之所以能茁壮成长 , 是因为每个细胞内都有数以千计的小型发电站 , 称为线粒体 , 它将食物转化为能量 , 为呼吸、思考和跑步等基本活动提供“燃料” , 同时清除有毒的副产品 。 但在血流停止(称为局部缺血)后的那一刻 , 这种平衡发生了变化 。 线粒体通过不断减少的营养供应而“燃烧”自己 , 在此过程中积累了越来越多的毒素 。
尽管线粒体通常在氧气的帮助下产生能量 , 但它们可以切换到效率较低的低氧过程 , 并在它们持续时使用身体的燃料储备 , 这个时间过程很短 , 大约只能坚持5分钟左右 。
当能量水平总是直线下降时 , 早期的牺牲品是细胞的离子平衡 , 就像一艘需要不断抽水以避免下沉的船一样 , 细胞有不断排出钙和钠的“泵” , 如果没有能量为它们提供动力 , 位于细胞膜中的泵就会失效 , 钙、钠和水就会涌入 。 然后分解 DNA 的酶随即会被激活 , 从而触发线粒体的自毁按钮 。 这个过程 , 平均时间能达到72小时 。
与此同时 , 氧气在机体中消耗的过程中 , 会形成自由基 , 这种物质非常不稳定 , 通过破坏细胞膜和使酶失活而造成严重破坏 。 假如在这个阶段 , 通过心肺复苏术或其他救生措施突然恢复血流 , 极有可能引发第二波更具破坏性的破坏 , 比如血管渗漏 , 组织肿胀 , 细胞死亡加速 。
从细胞受损的上述过程中 , 科学家们却看到了挽救器官细胞的曙光 , 即通过采取抗第二波冲击的措施或相应治疗 , 控制血液和氧气恢复到组织器官中 , 最终实现挽救大脑等器官的目的 。
科学家们是怎么做的?耶鲁大学的团队在猪中诱导了心脏骤停操作 , 并将猪的尸体在室温下放在手术台上一小时 。 此后 , 研究人员将静脉注射到猪身上 , 并将一种蓝色溶液注入到循环系统中 , 这种灌注液包含氨基酸、维生素等10多种不同化合物 , 这些化合物经过优化 , 可促进细胞健康、减少细胞压力和死亡 。
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