Nazwa krioprezerwacja wskazuje na błędne wyobrażenie. Skłania ludzi do wyobrażania sobie mrożenia, ciała zamienionego w lód niczym stek w zamrażarce głębokiej. Jednak rzeczywisty cel jest dziwniejszy i bardziej precyzyjny niż to, a trafniej oddaje go zwrot, który brzmi niemal jak paradoks: zachowanie bez mrożenia. Trikiem, który to umożliwia, jestwitryfikacja, a to jest zwięzła, uproszczona wersja tego, czym jest, co oferuje, i równie ważne, czego nie oferuje.
Wprowadzenie ciała w szklisty stan
Witryfikacja to proces przekształcania cieczy w ciało stałe bez tworzenia się kryształów. Słowo pochodzi z łacinyvitrum, szkło, i szkło jest właściwym obrazem mentalnym. Gdy większość cieczy ochładza się, krystalizują; ochłodź je odpowiednim sposobem, z odpowiednią chemią, a zamiast tego stają się coraz bardziej lepkie, aż zamkną się w sztywnym, nieuporządkowanym ciele stałym. Kryształy nie powstają. Cząsteczki są utrzymywane w niemal dokładnym układzie, jaki miały jako ciecz, tyle że już się nie poruszają.
W krioprezerwacji to różnica między zniszczonym mózgiem a nienaruszonym. Woda w komórkach ciała jest w dużej mierze zastępowanasubstancjami krioprotekcyjnymi, a tkanka jest ochładzana, aż osiągnie temperaturę przejścia szklistego, gdzieś w okolicach -120°C do -135°C, i zastyga. Rezultatem nie jest zamrożone ciało. To tkanka w szklistym stanie, a w tym stanie rozkład praktycznie ustaje.
To, co osiąga witryfikacja
Wykonywana prawidłowo, witryfikacja osiąga cztery rzeczy jednocześnie:
- Zapobiega tworzeniu się kryształów lodu, więc nigdy nie dochodzi do mechanicznego rozdrabniania przez mrożenie.
- Zachowuje architekturę komórkową i strukturalną tkanki, przede wszystkim połączenia nerwowe w mózgu.
- Spowalnia każdą reakcję chemiczną i biologiczną do niemal całkowitego zatrzymania, powstrzymując rozkład.
- Utrzymuje wzórinformacji tkanki w stanie nienaruszonym, tę część, którawłaściwie koduje osobę, na tyle nienaruszone, że pewnego dnia przyszła technologia mogłaby je naprawić i odzyskać.
Ten ostatni punkt jest powodem, dla którego cokolwiek z tego ma sens, i prowadzi bezpośrednio doczym jest biostaza: zachowaj strukturę, a zachowasz osobę, nawet w obliczu przerwy, której obecna technologia nie jest w stanie pokonać.
Czego witryfikacja nie robi
W tym miejscu szczerość ma większe znaczenie niż entuzjazm. Witryfikacja nie przywraca życia. Nie cofa procesu starzenia ani nie leczy choroby, która spowodowała śmierć. Samodzielnie nie gwarantuje, że ktokolwiek kiedykolwiek zostanie ożywiony. Wszystko, co robi; i to jest wystarczająco dużo; to zachowuje fizyczny substrat osoby na tyle dobrze, że pytanie o ożywienie pozostaje otwarte zamiast być definitywnie zamknięte przez pochówek lub kremację. To most do przyszłości, która może lub nie będzie w stanie dokończyć dzieła, dlatego też równie jasno stwierdzamy, żeożywienie obecnie nie jest możliwe.
Wszystko, co następuje później, zależy od tego, aby ten jeden krok został wykonany prawidłowo. Jeśli uszkodzenia spowodowane zamrożeniem zostałyby dopuszczone do zniszczenia struktury mózgu w ciągu pierwszych godzin, żadna przyszła medycyna nie mogłaby odtworzyć tego, co zostało utracone, ponieważ sama informacja by zniknęła. Witryfikacja stanowi różnicę między zachowaniem osoby a jedynie przechowywaniem jej szczątków. Dlatego też zajmuje centralne miejsce wsposobie, w jaki przeprowadza się współczesną krioprezerwację.
Kiedy utrwalenie jest lepszym rozwiązaniem
Witryfikacja zależy od dotarcia krioprotektantu wszędzie tam, gdzie powinien się znaleźć, a to z kolei zależy od układu krążenia, który nadal rozprowadza substancję równomiernie. Tam, gdzie uszkodzenia niedokrwienne są już poważne, tak się nie dzieje, a nierównomierna perfuzja oznacza lód w miejscach, które mają największe znaczenie. W takich przypadkach istnieje druga metoda: aldehydowo-utrwalona krioprezerwacja, czyli ASC.
ASC rozpoczyna się od perfuzji mózgu glutaraldehydem, środkiem utrwalającym, który wiąże białka w miejscu. Rozpad ustaje natychmiast, a struktura jest blokowana, zanim rozpocznie się chłodzenie. Gdy tkanka jest ustabilizowana, krioprotektant można powoli doprowadzić do wysokiego stężenia, około 65% glikolu etylenowego, a mózg jest witryfikowany w okolicach -135°C w celu długoterminowego przechowywania.
Dowody na to są wyjątkowo bezpośrednie. ASC utrzymał łączność synaptyczną w całym mózgu świni na tyle dobrze, że zdobył nagrodęBrain Preservation Foundation's large mammal prize, zweryfikowaną za pomocą trójwymiarowej mikroskopii elektronowej po ponownym ogrzaniu.
Kompromis jest realny i należy go przedstawić otwarcie.Utrwalenie nie jest odwracalne żadną obecnie wyobrażalną metodą. Glutaraldehyd zachowuje connectom z niezwykłą precyzją, a robi to poprzez chemiczne wiązanie białek, co uniemożliwia biologiczne przywrócenie tej tkanki. ASC zachowuje wzorzec, rezygnując z powrotu przez oryginalny substrat, co jestpytanie o ciągłość w formie fizycznej.
Dlatego nie jest to rozwiązanie domyślne. Tam, gdzie perfuzja jest dobra, witryfikacja pozostawia obie drogi otwarte. ASC jest tym, do czego sięgamy, gdy alternatywą jest utrata struktury w całości.
TL;DR: Współczesna krioprezerwacja ma na celu witryfikację tkanki zamiast jej zamrażania. Środki krioprotekcyjne ograniczają tworzenie się lodu, dzięki czemu struktura biologiczna może wejść w stabilny, szklisty stan.
Narzędzie praktyczne w szczegółach
Interaktywne narzędzie pomaga zbadać pytanie poruszone w tym artykule.
Ładowanie interaktywnego narzędzia...
Dalsza lektura