Hibernation / Kryonik

Bonjour, beim ersten Marsflug wird da die Hibernation schon angewendet? Wie weit ist man da eigentlich schon mit? Jac

Moin Jac,

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Im Tiefschlaf zum Roten Planeten?
 
Es klingt wie Science-Fiction: Bemannte Langzeitflüge im Tiefschlaf. Im Auftrag der ESA untersuchen Wissenschaftler an der Universität Verona die Möglichkeiten, Menschen durch eine chemische Substanz in eine Art künstliche Winterstarre zu versetzen. Die Forschungsarbeit dient der Vorbereitung bemannter ESA-Missionen zum Roten Planeten ab 2030.

Ich habe da nichts weiter gefunden, aber suche noch.

Jerry

Es gibt da ein Hormon, Hibernation Induction Trigger genannt von dem man glaubt maßgeblich an der Winterruhe (nicht Winterschlaf!) von z.b. Braunbären und Murmeltieren beteiligt zu sein. Das interessante daran ist, dass es anscheinend auch dem Muskelschwund entgegenwirkt.

Dann gibt es da noch die Kryokonservierung. Problematisch ist aber das Einfrieren von größeren strukturen wohl vorallem wegen der Bildung von Eiskristallen die zu großen Gewebezerstörungen führen. Aber da scheint es einen Ausweg zu geben:

So genanntes unterkühltes, glasartiges Wasser bildet auch weit unter dem Gefrierpunkt keine Eiskristalle. Die Moleküle bleiben vielmehr in einem ungeordneten Zustand, wie in Glas.
Quelle: http://www.weltderphysik.de/de/4245.php?ni=149

Ein Finne behaubtet auch, dass das theoretisch bei ganzen Menschen funktioniert - und zwar in einer Fachzeitschrift: Reversible Formation of Glassy Water in Slowly Cooling Diluted Drops


Na und dann gibts ja noch die Reptilien mit Frostschutzmittel im Blut

Um zu vermeiden, dass sich bei Frost Eiskristalle in ihren Zellen bilden, lagern die sechs Zenzimeter kleinen Überlebenskünstler Glykose und vermutlich auch Harnsäure in ihrem Körper ein. Der Gefrierpunkt ihrer Körperflüssigkeiten sinkt so auf unter Null Grad.
Quelle: http://www.mdr.de/echt/5230661.html

Hmm, das sind alle realistischen Ansätze zu Hibernation die ich kenne.

Moin,

*Hibernation* könnte ich mir schon als Hilfe für kommende Raumfahrtmissionen vorstellen; *Kryonik* dagegen nicht.

Stoffumsatz pro Person (70 kg) u. Tag
(Standardwerte)
(Quelle: Nasa, 1998, Dok. JSC38571)
Verbrauch
Sauerstoff, O2       0,835 kg
Nahrung (getrocknet)       0,617 kg
Trinkwasser + Wasser in der Nahrung + zur Befeuchtung getrockneter Nahrung       3,524 kg
Gesamt       4,976 kg

Wenn man es durch *Hibernation* schaffen könnte diesen Verbrauch um ~ 50% zu reduzieren, wäre das natürlich eine grosse Hilfe bei Langzeitmissionen, z.B. während der Reisezeit zum Mars.

Bei *Kryonik* ist das Problem der Reanimation noch völlig ungelöst und deshalb wohl kaum eine Zukunftsperspektive.

Jerry

Bei *Kryonik* ist das Problem der Reanimation noch völlig ungelöst und deshalb wohl kaum eine Zukunftsperspektive.

Hallo,

es gibt doch aber heute schon Fälle, wo Menschen tot waren (Kreislauf kam vollkommen zum Erliegen) und durch Zufall vollkommen unterkühlt wurden, wodurch der Stoffwechsel stark verlangsamt wurde. Deutlich später (Stunden?) konnte sie durch langsames Erwärmen wieder reanimiert werden und haben oft keine bleibenden Schäden.

Moin Daniel,

das ist korrekt.

Aber bei *Kryonik* sprechen wir ja von mindestens -150° C und da ist der Reanimationsprozess ganz anders. Vor allem, da wird *fremde Hilfe* benötigt und die wird ja auf solch einer weiten Reise nicht mitfliegen können. Und das *automatische Auftauen* nach *Kryonik-Stadium* ist reine Utopie.

Jerry

Ich denke beides - Kryokonservierung und Hibernation für die Marsmissionen in 10-50 Jahren noch keine Rolle spielt. Die Zulassung normaler Medikamente dauert schon etliche Jahre - ohne komische Aspekte wie Schwerelosigkeit und erhöhte Strahlendosis. Keines von beidem ist aber ohne chemische/biologische Keule undenkbar - der Mensch ist halt kein Murmeltier.

Ich denke auch, das Hibernation mit Kälte zusammen hängt - und somit die Forschungsergebnisse auf dem Gebiet der Kryokonservierung auch bei der Hibernation helfen.

Moin,

Ich denke beides - Kryokonservierung und Hibernation für die Marsmissionen in 10-50 Jahren noch keine Rolle spielt

ich gehe mal davon aus, dass man für eine Marsmission nicht an Kryokonservierung denkt; dafür ist die Strecke ja wohl zu kurz.

Jerry

Moin,

das habe ich noch gefunden:

Das Interesse der Forscher gilt derzeit einem Stoff, der dem HIT sehr ähnlich ist und synthetisch hergestellt werden kann, dem „D-Leu-Enkephalin“ oder kurz DADLE.
DADLE ist eine opiumähnliche Verbindung, die beispielsweise bei Erdhörnchen auch im Sommer den Winterschlaf auslösen kann. Und vielleicht lässt sich auch irgendwann der Mensch auf diese Weise in Winterschlaf versetzen. (ESA)

Mit diesem Mittel werden Untersuchungen an Säugetieren gemacht, die natürlich keinen Winterschlaf halten.

Jerry

Hallo, hat man solche Experimenre auch bei Mars500 gemacht oder stehen die moch an? A.D.

Hallo, hat man solche Experimenre auch bei Mars500 gemacht oder stehen die moch an? A.D.

Interessante Frage! Jedenfalls nicht das ich wüste - leider gibt es kaum infos zu mars 500.

Bonjour, bei zweimal 6monatiger Reise zum Mars und zurück lohnt sich dann also die Hibernation. Würde dann Winterruhe oder Winterschlaf angewendet? Jac

Moin Jac,

eher wohl *Winterruhe*, dieweil da einige Abläufe zu beachten sind: Zustand während des Fluges = längere Schlafphasen, Körpertemperatur = gleichbleibend, Herzfrequenz = minimal verringert, Atemfrequenz = minimal verringert.

Bei *Winterschlaf* wäre das viel extremer und für Menschen wohl nicht umsetzbar.

Jerry

Zitat

Hallo, hat man solche Experimenre auch bei Mars500 gemacht oder stehen die moch an? A.D.

Interessante Frage! Jedenfalls nicht das ich wüste - leider gibt es kaum infos zu mars 500.

Mars 500 beginnt in wenigen Tagen. Es wird aber nur der normale Missionsablauf simuliert, einschließlich des Aufenthaltes auf dem Mars (mit Ausstiegen). Das wichtigste sind die Untersuchungen zu den psychologischen Aspekten der langen Quasi-Isolation. Auch die Laufzeiten der Funksignale werden berücksichtigt.

Gruß, GG.

Zitat

Bei *Kryonik* ist das Problem der Reanimation noch völlig ungelöst und deshalb wohl kaum eine Zukunftsperspektive.

Hallo,

es gibt doch aber heute schon Fälle, wo Menschen tot waren (Kreislauf kam vollkommen zum Erliegen) und durch Zufall vollkommen unterkühlt wurden, wodurch der Stoffwechsel stark verlangsamt wurde. Deutlich später (Stunden?) konnte sie durch langsames Erwärmen wieder reanimiert werden und haben oft keine bleibenden Schäden.

Hallo,

verwechsel nicht tot mit klinisch tot.

Der Tod ist definiert durch das unumkehrbare erlöschen sämtlicher Lebensfunktionen, klinisch tot heisst nur das der Kreislauf ausgesetzt hat, im Normalfall folgt darauf nach 5-10 Minuten der Hirntot.

Der Grund das zB Leute erfolgreich nach längerer Zeit reanimiert werden können die ins Eis eingebrochen waren liegt daran das das Gehirn bei Kälte weniger Energie verbraucht. Kleinkinder haben hier auch den Vorteil das sie ein "besseres" Verhältnis von Körpervolumen zu Körperoberfläche haben und schneller auskühlen als Erwachsene.

Kälte ist aber relativ zu sehen, das spielt sich alles noch bei deutlich über Null Grad ab, Krionik würde aber nur bei wirklich tiefen Temperaturen funktionieren, bei -196 Grad.

Micha

http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/39856/title/Rare-Fat-Keeps-Fly-from-Freezing/

Interessante Neuigkeiten:

Ein Insekt, das viele modifizierte Fette enthält, überlebt dadurch das Einfrieren und wieder auftauen.
Allerdings wird auch erwähnt, dass die Rolle der Fette erst bestätigt werden muss (oder ob es nicht doch einen anderen Meschnismus gibt).

Damit könnte man möglicherweise Menschen einfrieren (~ in die Zukunft befördern oder zum Jupiter gefroren schicken, und dort auftauen)

http://www.the-scientist.com/?articles.view/articleNo/39856/title/Rare-Fat-Keeps-Fly-from-Freezing/

Interessante Neuigkeiten:

Ein Insekt, das viele modifizierte Fette enthält, überlebt dadurch das Einfrieren und wieder auftauen.
Allerdings wird auch erwähnt, dass die Rolle der Fette erst bestätigt werden muss (oder ob es nicht doch einen anderen Meschnismus gibt).

Damit könnte man möglicherweise Menschen einfrieren (~ in die Zukunft befördern oder zum Jupiter gefroren schicken, und dort auftauen)

Wer sich für Makrofotografie interessiert, kennt das. Man kann Bienen oder auch ganz normale Stubenfliegen einfrieren und dann fotografieren während sie auftauen. Es schadet ihnen angeblich nicht. Die Methode ist allerdings unter Makro-Fotografen verpönt. Und wenn man mal ein Foto sieht, auf dem die Fliege mit kleinen Wasserperlen bedeckt ist, dann liegt das natürlich nie am einfrieren. Die Aufnahmen sind am ganz frühen Morgen nach kalten Nächten entstanden.

Einerseits sind Säugetiere zwar deutlich komplexer, wenn der Schaden beim Einfrieren aber nur von der Kristallbildung abhängt, dann könnte es tatsächlich funktioniern.


Ist nur die Frage, ob man die modifizierten Fette mit der Nahrung aufnehmen könnte, oder ob sie da zuvor ab/und um-gebaut werden zu normalen Fetten.
Sonst müsste man sie injizieren. Oder Gentherapie.

Ich halte einen künstlichen Winterschlaf gerade bei Marsmissionen für gut geeignet, weil der natürliche Winterschlaf bei Säugetieren ja auch nur einige Monate dauert. Sehr viel länger wird man da auch beim Menschen nicht hin bekommen. Es sei denn man wird künstlich ernährt.

Aber die Tatsache, dass Säugetiere Winterschlaf halten ist doch ein gutes Zeichen. Bären und Bieber sind immerhin auch warmblütig und auch sonst sicher in vielen Dingen vergleichbar mit dem Menschen.

So oder so lohnt es sich für die Raumfahrt zu erforschen wieso diese Tiere im Winterschlaf keine Muskeln abbauen. Das ist das deutlich größere Problem bei längeren Flügen.

Biber sind da aber ein schlechtes Beispiel, denn die sind den ganzen Winter über aktiv.

oh ja stimmt Bieber sind da ein schlechtes Beispiel.

Meinst du etwa Justin? Der kann bestimmt auch keinen Winterschlaf halten. Die Tiere (Biber) schreiben sich nämlich nicht mit "ie". 

Au Backe heute hab ich es nicht so mit gelingenden Posts. 

Habe gerade diesen Artikel aus der Süddeutschen von 2010 gefunden. Wichtigster Absatz:

Heldmaier, Professor an der Uni Marburg und Vorsitzender der Internationalen Gesellschaft für Winterschlaf, war massgeblich an einem wissenschaftlichen Durchbruch beteiligt. Er fand zwei Schaltergene, die für die Steuerung des Winterschlafs entscheidende Enzyme aktivieren oder deaktivieren. So wird der Stoffwechsel von der normalen Kohlenhydratverbrennung auf Fettverbrennung umgestellt - ein entscheidender Prozess, um im Winterschlaf Energie zu sparen. Zwei weitere Schaltergene wurden etwa vor einem Jahr von einer amerikanischen Forschergruppe identifiziert.

"Lange Jahre haben wir im Trüben gefischt. Jetzt kennen wir endlich die Gene, welche die Stoffwechselumstellung im Winterschlaf kontrollieren", betont Heldmaier die Bedeutung der Entdeckung. "Und diese Schaltergene gibt es auch beim Menschen!"

Liebe Moderatoren,

wäre es vielleicht möglich die beiden Themen Hibernation & Kryonik auf zwei Threads zu verteilen?

Also es handelt sich doch immerhin um zwei unterschiedliche Techniken, oder wollen wir hier über Äpfel und Birnen gleichermaßen in nur einem Fred diskutieren?

Derzeit noch nicht. Das Thema/Die Themen sind hier noch sehr klein. Jahrelang (2008 - 2014) war es still, jetzt war etwas Aktivität. Wenn sich die Diskussion weiter entfaltet, können wir das trennen.