Хомячков охлаждали до тех пор, пока у них не прекращалось дыхание и температура в толстой кишке не достигала +2,8°.
Затем из подтаявшего льда их переносили в баню с температурой —5°, содержащую 50% пропиленгликоля. В результате температура в толстой кишке понижалась до 0° и затем еще ниже.
Примерно у 75% животных температура в прямой кишке в течение 10—14 мин снижалась с +2,8 до 0°. Затем животные охлаждались медленнее и за последующие 10 мин температура в толстой кишке достигала лишь —0,5°. После этого охлаждение шло еще медленнее и требовалось не менее 50 мин, чтобы в толстой кишке температура понизилась до —1,0°. Уши и лапы животных начинали затвердевать еще до того, как глубокая температура внутри тела достигла 0°, а температура в подкожной клетчатке быстро падала до уровня ниже нуля. Когда температура в толстой кишке
достигала точки замерзания плазмы, кожа на всем туловище затвердевала, а температура в подкожной клетчатке была на уровне от —2 до —4,5° в зависимости от положения термопары. Температура в грудной полости, измеренная в нижнем конце пищевода, начинала снижаться несколько позже, чем температура в толстой кишке, но в конце концов падала примерно до того же постоянного уровня. Вне всяких сомнений, животные постепенно замерзали. В введенных под кожу капиллярных трубках с сывороткой или физиологическим раствором образовывались кристаллы льда. Надрезы выявили наличие льда и в подкожных тканях. У многих хомячков вскрыли на разных уровнях грудную и брюшную полости после постепенного замораживания их в течение различных периодов времени. У тех животных, у которых температура в толстой кишке была в течение 40—50 мин ниже 0°, кожа, а также грудная и брюшная стенки казались обледеневшими и явно промерзли. На наружной поверхности внутренних органов брюшной и грудной полостей был обнаружен тонкий слой льда.
Внутри желудка, кишечника и желчного пузыря, стенки которых затвердели, также имелись кристаллы льда. Печень и почки промерзли на глубину 1—4 мм, но внутри оставались мягкими и кровоточили. Мозг на ощупь был твердым; на срезах в нем были обнаружены кристаллы. Когда температура внутри тела держалась в течение 50—60 мин на уровне ниже нуля, тело интактного хомячка становилось твердым, как дерево.
Медленное понижение температуры тела при постепенном замораживании связано с выделением скрытой теплоты кристаллизации во время превращения тканевой жидкости в лед. Аналогичные кривые охлаждения получены в опытах по замораживанию лягушек, летучих мышей и других животных. Такие же кривые наблюдали и при замораживании физиологического раствора и различных жидкостей в сосудах.
Количество льда, образовавшегося в теле хомячков известного веса, которых постепенно замораживали на различные периоды времени, определяли с помощью калориметрии. Частично замороженных хомячков, а также хомячков с температурой 0° поместили в сосуды Дьюара, заполненные определенным количеством воды с комнатной температурой. Падение температуры воды и повышение температуры тела непрерывно регистрировали, пока не наступало состояние теплового равновесия. Анализы показали, что содержание воды в теле незамороженного хомячка составляло 66%.
При этом не брали никакого поправочного коэффициента на изменение удельной теплоемкости воды при замерзании, поскольку температура внутри тела животных в этих опытах была обычно ниже —1° и погрешность была весьма незначительной. Точность калориметрического определения проверяли, замораживая известное количество дистиллированной воды в полиэтиленовых мешочках. Расчеты показали, что у хомячков, которых замораживали постепенно в течение 50—60 мин в бане с температурой —5°, 25—45% находящейся в организме воды превращалось в лед. Животные в процессе калориметрирования погибали (тонули), и нельзя было делать выводы относительно их выживания после замораживания. Необходимо было разработать какой-то метод для определения доли превращающейся в лед воды в организме, не влияющий на последующее оживление животного.
Лавлок указывал, что долю вымерзшей воды при различных температурах в водных растворах с известной исходной концентрацией и осмотическим давлением можно подсчитать по простой формуле T=K*X, где Т — понижение точки замерзания водного раствора с молярной концентрацией X растворенного вещества, а К — константа. Точка замерзания плазмы хомячка лежала при —0,56°. Температуру измеряли в толстой кишке и в различных тканях и органах животных.
Полученные результаты показали удивительное соответствие между долей замерзшей воды во всем теле, определенной с помощью калориметрии, и долей замерзшей воды в толстой кишке. Был сделан вывод, что расчет доли воды, превратившейся в лед в толстой кишке, даст приблизительное представление о доле замерзшей воды во всем организме.
Долю замерзшей воды в других частях тела, куда ввели термопары, определяли по температуре данной части тела с помощью той же самой формулы. Ясно, что в любой момент после начала процесса замораживания в подкожных тканях вымерзало больше воды, чем в толстой кишке. Аналогично этому, когда стеклянные или политеновые сосуды с сывороткой или физиологическим раствором помещали в баню с температурой —5°, в них образовывалась ледяная корка из мелких кристаллов, между которыми находился концентрированный раствор. Кристаллы льда распространялись к центру сосудов, где они еще больше отделялись друг от друга промежутками с незамерзшим концентрированным раствором. Наличие большого количества льда в коже или в поверхностных слоях жидкости в сосудах влияет на скорость охлаждения внутренних органов тела или центральной части содержимого сосуда. Это вызвано тем, что теплопроводность у льда почти в три раза больше, чем у воды, тогда как диффузия тепла происходит во льду почти в 10 раз быстрее, чем в воде. Это явление не учитывали, когда впервые высказали предположение, что лед образуется со скоростью примерно 0,25 г/мин. В настоящее время уже ясно, что скорость превращения воды в лед у частично замороженных животных выше.