被液氮冷凍過的魚放到水裡又活了,人也能這樣冷凍復活嗎?

2020-10-18 星辰大海種花家

被液氮冰過的魚馬上放到水裡又活了,還能活多久,器官破壞程度如何?

從表面上來看,這個冷凍後恢復似乎並沒有什麼大問題,但事實上這是一個複雜的過程,而生命必須的水在這個過程中起到作用是令人擔憂的,我們不妨來簡單分析下,會有一個怎麼樣的過程!

一、冷凍階段

很明顯這個實驗操作過程首先是冷凍,將這條魚丟入液氮,它結冰,但卻又一個過程,因為於並不是一個薄片,而是有一個過程!

1、對於液氮來說,魚是一個高溫體,因此萊頓弗羅斯特效應會讓液氮與魚表面產生一層沸騰氣泡,從而隔離低溫對魚的損傷,因此如果將魚丟入液氮並且在短時間內撈起的話,我們可以肯定一點損傷都沒有!

2、魚表面溫度下降,萊頓弗羅斯特效應逐漸消失,再無隔離氣泡絕冷,魚身降溫,當然魚還會有一個魚鰓吞水以便水流中獲取氧氣的過程,儘管是徒勞,但這是本能,因此溫度會下降更快!

3、即使如此,結冰仍然是一個有外而內的過程,最終完全結冰也許需要比較久的時間,但從表面上來看,它會很快結冰,因為我們簡單分辨的標準就是魚不遊動硬邦邦的了!

二、解凍階段

解凍也是由外而內逐漸解凍,因為水溫慢慢傳導入魚體內也需要時間,但最終會解凍!

魚似乎已經死亡?

不,沒有,它又活過來了!

三、這兩個過程中對魚會有損傷嗎?

當然這是過程中我們最關鍵部分,因為人體冷凍原理也大致如此,我們先看這樣的操作有什麼問題:

  • 魚身在逐漸冷凍過程中會有一個非常嚴重的問題,因為是逐漸結冰,因此魚細胞中的水會逐漸膨脹然後結冰,而水結冰膨脹比例大約1:1.1,儘管看起來可能不高,但終會有一個位置導致魚的細胞破裂,當然此時已經結冰,即使破裂也已經成為固態!

  • 魚身在解凍過程則是冰化成水的過程,沒有破裂的細胞仍然保持活力,但破裂的細胞液外流將會失去活力,如果位於魚身關鍵部位,比如各大重要臟器,那麼魚的生命就倒計時了,大出血或者神經損傷都會接踵而來,魚會逐漸失去活力最終導致死亡!

因此短時間之內魚重新活過來是沒有問題的,但這並不會持續多久,因為經過一次折騰之後,魚受到的損傷表面上並不明顯,但會逐漸顯現!

四、人體冷凍是怎麼操作的?

很明顯人肯定不能這樣操作,畢竟這是非常明顯的自殺行為,那麼人體冷凍的步驟如何呢?

1、抽除血液,諸如甘油溶劑代替防止凍傷

2、將體溫降至3℃

3、去除人體所有水分

4、操作完成後予以逐漸降溫

如果要長時間儲存人體細胞,那麼需要-120℃的低溫,當然液氮的-196℃則更好!但有一個問題,因為大部分的低溫損傷會在0~-60℃這個區間發生,如何安全度過這個溫區到達-120℃就是現代冷凍技術所要考慮的問題!

而在0~-60℃這個區間中,最難掌握的是細胞膜內外液體先後結冰的問題,速度與濃度掌握都非常關鍵!但很多低溫抗凍的蛙類並沒有真正結冰,因為它們體內有可以抗凍的化合物存在,比如包含了葡萄糖以及尿素混合的體液,足以讓林蛙扛住-16℃的低溫而捱過漫長的冬季!但體液不結冰仍然不足以支撐漫長的保存,因此我們必須找到一個能夠冷凍並且不膨脹收縮的液體來代替體液,然後安然度過這個0~-60℃的危險區間!

五、更靠譜的可能是冬眠

畢竟這置換體液,液氮冷凍保存的僅僅是停留在科幻片中,事實上操作是比較困難的,而更靠譜的冬眠技術則沒有那麼大風險,即讓人體溫下降,處在新陳代謝極度緩慢的休眠狀態,和冷凍相比,似乎要安全很多,但和冷凍一樣,都有不可逾越的鴻溝,如何來實現?當然是一個新課題,而這對未來的長途星際旅行,或者在極端條件下暫時保存人體等等的意義都非常大!

但就現階段來說,兩種都不成熟,所以我們對於敢於第一個冷凍的那位老兄詹姆斯·貝德福德致以崇高的敬禮!不過嘴欠說一句第一位冷凍的老兄是去世之後操作的!

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