A hibernáció a téli álmot alvó állatok jellegzetessége. Ezen állatokban a testhőmérséklet igen alacsony szintre esik anélkül, hogy károsodna a szervezet, amelyet a felébredés utáni normális állapot is bizonyít. A téli álmot alvó állatok hátán a lapockák közötti tájékon, valamint a nyaki régióra felterjedve egy különleges zsírszövet található, amit színe alapján barna zsírszövetnek vagy hibernációs mirigynek neveznek.
A barna zsírszövet az emberi szervezetben is megtalálható elsősorban újszülött korban, ennek feladata a hőveszteséggel szembeni védelem. A barna zsírszövet specifikus hőtermelő szerv. Plazmájában nagy tömegben vannak jelen mitokondriumok, amelyek a sejten belüli oxidáció helyei.
Az ember hőmérséklete
Az emberi szervezet állandó hőmérsékletű, ún. homeotermikus biológiai rendszer, belső hőfoka károsodás nélkül csak szűk határok között változhat. Emberben a szájban mért normálérték 37 °C (pontosabban az estek 95%-ban 36,3-37,1 °C közé esik). A test különböző részei a külső temperatúra hatására eltérő hőmérsékletűek, a végtagok általában hidegebbek, a herezacskó pl. gondosan 32°C-ra szabályozott. A végbél hőmérséklete amely a test maghőmérsékletét jelenti általában 0,5 °C-kal magasabb a szájüregben mért értéknél. Szervezetünk hőtermelésének forrásai (táplálékfelvétel, alapanyagcsere-folyamatok, izommunka) normális állapotok között ellensúlyozzák a hőleadásból történő veszteségeket (sugárzás, verejtékezés, párologtatás, légzés, vizelet- és székletürítés).
Általános hipotermiáról beszélünk akkor, ha az egész szervezetet érintő hőmérséklet-csökkenés jön létre. Ha ez a test csak egyes részeire terjed ki, akkor helyi hipotermia vagy fagyás jön létre. Amikor a szervezet sértetlen fizikai és kémiai hőszabályozása mellett alakul ki az általános lehűlés, elsődleges hipotermiáról van szó. Ilyenkor az organizmus a lehűlés ellen energiatartalékainak maximális mobilizációjával próbál védekezni, a hőmérséklet-csökkenés azok kimerülése következtében jelentkezik. Ez kialakulhat tartós hideg hatására védőöltözet hiányában, vagy nagy hőkapacitású hideg közegben, pl. vízben. A másodlagos hipotermia nem a szélsőséges hideghatás eredménye, ebben az esetben a szervezet hőszabályozása károsodott, vagy az egyén valamilyen ok miatt pl. alkohol, narkotikum, altató és nyugtatószerek hatására képtelen a védekezésre.
Meddig hűthető az ember károsodás nélkül?
A hibernáló állatok megfigyelése és a szervezet termoregulációjának megismerése vezetett a mesterséges hipotermia módszerének kidolgozására. A testhőmérséklet lehűtésével az anyagcsere és élettani folyamatok lelassulnak. Az emberi szervezet hőmérsékletének 35 °C-ra történő csökkenése esetén már fáradtságérzés, mozgásszegénység, érdektelenség jelentkezik. 28-25 °C körüli végbélhőmérséklettől a normálba való spontán visszatérés már reménytelen, ilyenkor szívritmuszavarok lépnek fel, a légzésszám lelassul, izommerevség alakul ki. 25 °C-nál már az életfontosságú központok működése kerül veszélybe. 17 °C-nál az emberi agyi tevékenység érzékelésére képes elektroenkefalográf (EEG) már nem jelez agyműködést.
keletkezését megelőzzük az állatok testhőmérsékletét a fagypont alá is csökkenthetjük anélkül, hogy a visszamelegítés után problémákat észlelnénk. Az emberi szervezet betegség és károsodás nélkül a testhőmérséklet 21-24 °C-ra való csökkentését viseli el. Az így létrehozott mesterséges hipotermiát a sebészetben már kiterjedten alkalmazzák.
Ebben az állapotban a vérkeringést viszonylag hosszú időre meg lehet állítani, ugyanis a szövetek oxigénigénye nagymértékben csökkent, igen alacsony a vérnyomás is, így minimális a vérzésveszély. Ilyenkor meg lehet állítani és nyitni a szívet, illetve olyan műtétek is végrehajthatók (pl. agyműtétek), amelyek hűtés nélkül lehetetlenek lennének. Mindezeket figyelembe véve nem lepődhetünk meg azon, hogy a jéghideg vízbe fulladt embereket jóval vízalákerülésük után is sikeresen lehet újraéleszteni.
A fagyasztásos sebészet
Napjainkban a lehűtést a sebészetben általánosan alkalmazzák. A hideget folyékony nitrogén, vagy folyékony széndioxid alakjában juttatják a műtéti területre. A párolgás útján mínusz 190-160 °C közötti hőmérséklet mellett teljes fájdalommentesség jön létre, és a vérzés veszélye is minimális. A kriokauterizálás (fagyasztásos sebészet) során a beteg szövetet fagyasztással roncsolják szét, ami egyben az idült gyulladás felszívódását is elősegíti. Először 1964-ben M.J. Gouden és W.A.Soanes amerikai urológusok kriokirurgia segítségével távolítottak el prosztata daganatot. Ez a módszer már elterjedt a bőrgyógyászatban, a ráksebészet bizonyos határeseteinél, valamint szemészeti, urológiai és nőgyógyászati beavatkozásoknál.
Manapság a lefagyasztott dollármilliomosok életre keltése még megoldatlan feladat, de bizonyos sejtek, szövetek, szervek hideg általi konzerválása az orvosi gyakorlat részét képezi. A szervtranszplantációk kapcsán az átültetendő szerveket lehűtve tárolják. A veséket 36 órán át lehet gondos hűtés mellett felhasználni, a szívet, májat ennél valamivel rövidebb ideig. A vér bizonyos alkotóelemeit (őssejtek, vörösvérsejtek, plazmafehérjék), csontszövetet, bőrrészleteket vagy például a spermiumot viszont hosszú hónapokon, éveken át lehet fagyasztva tárolni.