Powiedz komuś na przyjęciu kolacyjnym, że pracujesz nad kriosomią, a pierwszą rzeczą, którą usłyszysz, niemal bez wyjątku, będzie jakaś wersja: "A więc zamrażacie ludzi?". Jest to najpowszechniejsze przekonanie na temat tej dziedziny, a zarazem błędne w sposób istotny. Kriosomia nie zamraża ludzi. Zamrażanie jest, w istocie, bliskie najgorszej rzeczy, jaką można zrobić mózgowi, który próbuje się zachować. To, co faktycznie ma miejsce, nazywa sięwitryfikacją, a różnica między tymi dwoma procesami stanowi różnicę między rozbiciem struktury a delikatnym osadzeniem jej w szkle.
Aby zrozumieć, dlaczego to rozróżnienie decyduje o całej grze, należy przyjrzeć się temu, co zimno faktycznie robi z wodą, ponieważ człowiek składa się głównie z wody, a mózg w około 73% wagowo, a woda jest sprawczynią problemów.
To, co faktycznie robi zamrażanie
Woda posiada dziwną i, w naszym przypadku, wrogo nastawioną właściwość: rozszerza się podczas zamarzania. Gdy ciekła woda ochładza się do 0°C, jej cząsteczki zwalniają i blokują się w sztywnym krystalicznym układzie, a ten układ zajmuje około 9% więcej miejsca niż ciecz. To dlatego zapomniana butelka pęka w zamrażarce. To także powód, dla którego zamrażanie jest tak destrukcyjne dla żywej tkanki.
Gdy duża tkanka zamarza, większość lodu tworzy się w przestrzeniach między komórkami, a nie wewnątrz nich, ijednocześnie zachodzą dwa niekorzystne zjawiska. Narastający lód uciska komórki, spychając je w coraz mniejsze przestrzenie i zniekształcając tkankę wokół nich. Jednocześnie, gdy czysta woda wytrąca się z roztworu, tworząc lód, wszystko, co było w niej rozpuszczone, sole i inne substancje, koncentruje się w kurczących się kieszonkach płynu, które pozostają, aż chemia tam obecna stanie się toksyczna. Mechaniczne zgniatanie i chemiczne zatrucie, dostarczane jednocześnie.
Zobaczył pan/pani rezultat na niewielką skalę. Zamroź truskawkę, rozmroź ją, a stanie się miękka i zwiotczała, ponieważ kryształy lodu rozerwały jej ściany komórkowe, a struktura nie mogła już utrzymać kształtu. Wyobraźmy sobie teraz, że ten sam rodzaj uszkodzenia dotyczy jednego organu, w którym strukturajest ma kluczowe znaczenie. W mózgu, gdzie tożsamość i pamięć zakodowane są w precyzyjnym okablowaniu opisanym wpamięć, tożsamość i mózg, takiego rodzaju uszkodzenia kryształami nie możemy w żadnym wypadku dopuścić.
Witryfikacja: stały stan bez lodu
Witryfikacja stanowi rozwiązanie. Słowo to pochodzi z łacinyvitrum, szkło, i dokładnie to właśnie wytwarza. Witryfikowana substancja jest stała i bardzo zimna, lecz nigdy nie krystalizuje. Jej cząsteczki zwalniają i blokują się w miejscu, zachowując ten sam nieuporządkowany układ, jaki miały w stanie ciekłym, dlatego nie powstają kryształy, nie następuje ekspansja, nie ma ostrych krawędzi ani niczego, co rozrywałoby tkankę. Struktura pozostaje dokładnie taka, jaka była, zatrzymana w czasie zamiast zamrożona w lodzie.
Aby ludzkie ciało uległo witryfikacji zamiast zamarznąć, konieczna jest interwencja chemiczna. Większość wody w organizmie zostaje zastąpiona przezśrodki krioprotekcyjne, rodzaj medycznego środka przeciwzamarzającego, poprzez proces zwany perfuzją. Środki te obniżają temperaturę, w której pozostały płyn uległby krystalizacji, umożliwiając przejście w stan szklisty. Ciało ulega zestaleniu w miarę schładzania poprzez zakres przejścia w stan szklisty, który wynosi mniej więcej od -120°C do -130°C, a od tego momentu jest zeszklone: biologicznie zatrzymane, strukturalnie zachowane, wszelkie procesy chemicznego rozkładu spowolnione do minimum.
Jak wygląda zeszklenie w praktyce
To nie jest jednorazowe zanurzenie w czymś zimnym. Jest to starannie zaplanowana, etapowa procedura medyczna, która rozpoczyna się w momencie, gdy musi. Po stwierdzeniu śmierci prawnej każda minuta kosztuje integralność strukturalną, dlatego pierwszym zadaniem jest szybkość, a mianowiciewyścig przeciwko rozkładowi komórkowemu, wokół którego zorganizowane jest całe to pole. Zespółdyżurnypracuje nad stabilizacją pacjenta, przywróceniem krążenia i rozpoczęciem szybkiego schładzania, utrzymując jednocześnie temperaturę ciała powyżej punktu zamarzania, aby nie doszło do powstania lodu przed wprowadzeniem środków ochronnych.
Następnie następujeperfuzja: środek krioprotekcyjny jest wprowadzany do krwiobiegu przy stopniowo wzrastającym stężeniu, stopniowo zastępując wodę w organizmie, podczas gdy temperatura jest obniżana. Dopiero po nasyceniu tkanek pacjent jest schładzany do końca, osiągając w końcu-196°Cw celu długoterminowego przechowywania wdewarze. Każdy etap istnieje po to, aby dotrzymać jednej obietnicy: szkło, a nie lód.
Więc następnym razem, gdy ktoś zapyta Pana/Panią, czy „zamrażamy zmarłych ludzi”, ma Pan/Pani precyzyjną odpowiedź. Nie. Robimy dokładnie odwrotnie niż zamrażanie, celowo, ponieważ zamrażanie zniszczyłoby to, co staramy się uratować.
TL;DR: Zamrażanie prowadzi do powstawania kryształków lodu, które uszkadzają tkankę. Zeszklenie wykorzystuje środki krioprotekcyjne i kontrolowane schładzanie, aby osiągnąć stan szklisty z minimalnym tworzeniem się lodu.
Narzędzie praktyczne w szczegółach
Interaktywne narzędzie pomaga zbadać pytanie poruszone w tym artykule.
Ładowanie interaktywnego narzędzia...
Dalsza lektura