Ohranjanje brez zamrzovanja

Ime krionika kaže na napačno idejo. Ljudje si predstavljajo zamrzovanje, telo spremenjeno v led, kot je zrezek v zamrzovalniku. Vendar je dejanski namen bolj nenavaden in previden, ter ga bolje zajema stavek, ki zveni skoraj kot protislovje: ohranjanje brez zamrzovanja. Trik, ki omogoča to stanje, jevitrifikacija, in to je skrajšano, zoženo pojasnilo tega, kar je, kar vam prinese, ter prav tako pomembno, kar ne.

Prevod telesa v steklasto stanje

Vitrifikacija je postopek prehoda tekočine v trdno stanje brez tvorbe kristalov. Beseda izvira iz latinskegavitrum, steklo, in steklo je pravzaprav prava mentalna podoba. Ko ohlajate večino tekočin, kristalizirajo; jih ohladite na pravilen način, s pravilno kemijo, in namesto tega postajajo vedno bolj viskozne, dokler se ne zaklenejo v trdno, neurejeno trdno snov. Kristali se ne tvorijo. Molekule so v skoraj natanko isti razporeditvi kot v tekočem stanju, le da se več ne premikajo.

V krioprezervaciji je to razlika med uničenim možganom in ohranjenim. Voda v celicah telesa je večinoma zamenjana zkrioprotektivnimi sredstvi, ter tkivo je ohlajeno do prehoda v steklasto stanje, ki se zgodijo nekje okoli -120°C do -135°C, in strdi. Rezultat ni zamrznjeno telo. Gre za tkivo v steklasto stanje, v katerem se razpad dejansko ustavi.

Kar doseže vitrifikacija

Pri pravilno izvedeni vitrifikaciji se hkrati doseže štiri stvari:

• Prepreči tvorbo ledenih kristalov, tako da se nikoli ne zgodi mehansko raztrganje zaradi zamrzovanja.
• Ohranja celično in strukturno arhitekturo tkiva, predvsem nevronsko povezavo v možganih.
• Zavira vsako kemično in biološko reakcijo do skoraj popolnega mirovanja, kar ustavi razpad.
• Ohranja vzorecinformacije tkiva, tistega dela, kidejansko kodira posameznika, dovolj dobro ohranjen, da bi ga lahko v prihodnosti neka tehnologija kdaj popravila in obnovila.

To zadnje dejstvo je razlog, zakaj sploh delamo to, kar delamo, in neposredno nas povezuje ztem, kaj je biostaza: če ohranite strukturo, ohranite tudi osebo, celo čez razliko, ki jo današnja tehnologija ne more premostiti.

Kaj vitrifikacija ne naredi

Pri tem je poštenost pomembnejša od navdušenja. Vitrifikacija ne obnovi življenja. Ne upočasni staranja niti ne pozdravi bolezni, ki je povzročila smrt. Sama po sebi ne zagotavlja, da bo kdorkoli kdaj oživel. Vse, kar naredi, in to je dovolj, je, da ohrani fizični substrat osebe tako dobro, da vprašanje oživitve ostane odprto namesto tega, da bi bilo za vedno zaprto s pokopom ali kremacijo. Je most v prihodnost, ki bo lahko ali pa ne bo sposobna dokončati dela, zato smo enako jasni, da jeoživitev trenutno ni mogoče.

Vse, kar sledi, je odvisno od tega, da naredimo to eno korak pravilno. Če bi bilo dovoljeno, da poškodba zaradi zmrzovanja uniči strukturo možganov v prvih urah, nobena prihodnja medicina ne bi mogla obnoviti tega, kar je bilo izgubljeno, ker bi bila sama informacija izgubljena. Vitrifikacija je razlika med ohranjanjem osebe in zgolj shranjevanjem razbitin. Zato je v središčunačina, kako se dejansko izvaja sodobna krioprezervacija.

Kdaj je fiksacija boljša možnost

Vitrifikacija je odvisna od tega, da se krioprotektant razširi kamor je potrebno, in to je odvisno od sistema, ki še vedno enakomerno razgrajuje. Kadar je ishemična škoda že huda, tega ni mogoče doseči, in nepravilna perfuzija pomeni led v tistih predelih, ki so najpomembnejši. Za take primere obstaja druga metoda: aldehidom stabilizirana krioprezervacija ali ASC.

ASC se začne s perfuzijo možganov z glutaraldehidom, fiksantom, ki proteinske verige poveže na mestu. Propad se takoj ustavi in struktura je zaklenjena še preden se začne hlajenje. Ko je tkivo stabilizirano, se lahko koncentracijo krioprotektanta počasi poveča do približno 65% etilen glikola, in možgani so vitrificirani pri približno -135°C za dolgočasno shranjevanje.

Dokazi za to so neobičajno neposredni. ASC je ohranil sinaptično povezanost v celotnem možganu prašiča tako dobro, da je osvojilnagrado za ohranitev možganov velikih sesalcev pri Foundation for Brain Preservation, preverjeno s 3D elektronsko mikroskopijo po segrevanju.

Kompromis je realen in ga je treba upoštevati.Fiksacija ni reverzibilna s čimer koli, kar je trenutno domisljivo. Glutaraldehid ohranja connectome v izjemni podrobnosti, in to naredi tako, da kemično poveže proteinske verige, kar onemogoča biološko ponovno zagon tega tkiva. ASC ohranja vzorec in se odreče poti nazaj skozi prvotni substrat, ki je vprašanje kontinuitete v fizični obliki.

Zato to ni privzeto. Kadar je perfuzija dobra, vitrifikacija ohranja obe poti odprti. ASC je tisto, kar uporabimo, ko je alternativa izguba strukture v celoti.

Dodatno branje

• Zmrzovanje v primerjavi z vitrifikacijo, podrobneje
• Zdravstveni protimraz (krioprotektanti)
• Zakaj je krioprezervacija pri -196°C?
• Kaj je biostaza?