Kaj je ishemija in kako vpliva na krioprezervacijo

Največja težava pri krioprezervaciji ni globok mraz na koncu postopka. Je nekaj prvih ur. Ključna nevarnost v teh urah je ishemija, zato resen ponudnik krioprezervacije ne deluje kot skladiščno podjetje, temveč kot služba za nujno medicinsko oskrbo. Razumevanje ishemije pojasni, zakaj je hitrost odločilna in zakaj se tekma s celičnim razpadom začne v trenutku, ko srce preneha utripati.

Kaj je ishemija

Celice za delovanje potrebujejo kisik. S kisikom v procesu celičnega dihanja pretvarjajo hranila v uporabno energijo, ki omogoča delovanje tkiv. Ishemija je prekinitev pretoka krvi, ki ne pomeni le pomanjkanja kisika: prekine se tudi dotok glukoze, odpadne snovi se ne odvajajo več, celice pa preidejo na manj učinkovit zasilni presnovni način, pri katerem nastane manj energije in več škodljivih stranskih produktov. Če ishemija traja predolgo, celica ne more več vzdrževati delovanja ionskih črpalk, ki uravnavajo njeno kemično ravnovesje. Kalcij nato vdre v celico, ta nabrekne in lahko razpade.

V klinični medicini je ishemija razlog, da sta ishemična kap in srčni infarkt tako nevarna: tkivo za zaporo žile lahko začne odmirati že v nekaj minutah. Pri krioprezervaciji teče ista ura, tkivo, ki nas najbolj skrbi, pa so možgani.

Zakaj je ishemija največji sovražnik krioprezervacije

Osrednja trditev članka Spomin, identiteta in možgani je, da človeka določata struktura možganov in natančna povezanost nevronov. Ishemija napada ravno to strukturo. Vsaka minuta, ko so možgani po pravni smrti brez kisika, dodatno poškoduje občutljive povezave, ki kodirajo spomin in osebnost. Te poškodbe imajo konkretne posledice. Gre za postopno poškodovanje prav tistih možganskih struktur, ki naj bi jih krioprezervacija ohranila.

To pojasni cilj prve faze postopka. Krioprezervacija se lahko začne šele po uradni razglasitvi smrti, njena kakovost pa je v veliki meri odvisna od obsega ishemične poškodbe med razglasitvijo smrti ter ohladitvijo in zaščito možganov. Glavna naloga ekipe za takojšen odziv je, da to obdobje čim bolj skrajša.

Kako postopek premaga uro

Zato Tomorrow.bio vzdržuje usposobljene ekipe za takojšen odziv, stabilizacijo in transport (SST), namesto da bi krioprezervacijo obravnaval kot postopek, ki se začne šele v ustanovi za dolgotrajno shranjevanje. Po uradni razglasitvi smrti ekipa hkrati ukrepa na več področjih, da bi omejila posledice ishemije:

• Vzpostavljanje krvnega obtoka. Mehanska naprava za stiskanje prsnega koša ohranja pretok krvi, da kisik in zdravila še naprej dosežejo tkiva, namesto da bi pretok zastal.
• Hitro ohlajanje. Osebo premestijo v ledeno kopel in jo hitro ohladijo. Mraz upočasni presnovo, zato tkiva potrebujejo manj kisika in se čas do hujših poškodb podaljša. Z vsakimi 10 °C ohladitve se hitrost presnove približno prepolovi, zato tkiva potrebujejo manj kisika in se čas do hujših poškodb podaljša. Telo med tem ostaja nad lediščem, da v tkivih ne nastanejo ledeni kristali, preden vanje vstopijo zaščitne snovi.
• Zdravljenje z zdravili. Osebi dajo zdravila, ki zmanjšajo presnovne potrebe možganov, preprečujejo strjevanje krvi, podpirajo krvni obtok med mehanskim oživljanjem in omejujejo škodo prostih radikalov ter vnetja. Ti ukrepi skupaj omejujejo kaskado ishemičnih poškodb.

Šele po stabilizaciji se začne perfuzija s kriprotektanti, po zaščiti tkiva pa globoko ohlajanje do -196 °C. Nevarnost nadaljnje ishemične poškodbe se bistveno zmanjša šele po vitrifikaciji, ko se presnovni procesi in s tem potreba celic po kisiku praktično ustavijo.

Topla ishemija, hladna ishemija in zakaj je odzivni čas ključen

Ishemija ni povsod enaka. Topla ishemija, to je pomanjkanje kisika pri telesni temperaturi, je posebej škodljiva, ker je tkivo še presnovno dejavno in se hitro poškoduje. Hladna ishemija, enaka izguba kisika, vendar v že ohlajenem tkivu, je precej milejša, ker je mraz upočasnil škodljive kemične reakcije. Namen začetnih ukrepov je čim hitrejši prehod iz tople v hladno ishemijo, torej ohladitev telesa, preden topla ishemija povzroči preveč poškodb.

To je tudi najmočnejši argument za namensko ekipo za takojšen odziv. Ponudnik, ki se pri prihodu k bolniku zanaša na zunanje izvajalce, lahko podaljša obdobje tople ishemije. Strokovnjaki na tem področju opozarjajo, da lahko predaja nepripravljenim lokalnim službam povzroči dodatne zamude in s tem več poškodb. Namenska ekipa v stalni pripravljenosti obstaja ravno zato, da ta čas skrajša. Meja med »poškodovanim« in nepopravljivo uničenim tkivom morda ni tako jasna, kot se je nekoč domnevalo. Raziskave o obnovi celic po podaljšani topli ishemiji kažejo, da bi bile nekatere poškodbe, ki so veljale za dokončne, morda vsaj deloma popravljive. Najbolj nazoren primer je sistem OrganEx univerze Yale. Leta 2022 je ta perfuzijski sistem pri prašiču eno uro po srčnem zastoju ponovno vzpostavil krvni obtok in nekatere celične funkcije po telesu. Njegov predhodnik BrainEx je leta 2019 pri izoliranih prašičjih možganih štiri ure po smrti dosegel podoben učinek. Nobeden od poskusov ni obnovil ničesar, kar bi spominjalo na zavest. Oba poskusa postavljata pod vprašaj domnevo, da po nekaj urah tople ishemije ni več mogoče obnoviti nobene biološke funkcije.

Iz tega dejstva izhajajo ključni elementi delovanja resnega ponudnika: pripravljenost 24/7, hitrost odziva ter protokoli za takojšen odziv in stabilizacijo. Hitrejši odziv omogoča boljše ohranjanje tkivne strukture. Poškodb, ki nastanejo v prvih minutah, poznejše hlajenje s tekočim dušikom ne more odpraviti.

Za nadaljnje branje

• Kaj je SST in zakaj je pomemben
• Kritična tekma s celičnim razpadom
• Medicinski antifriz (kriprotektanti)
• Zakaj oživitev trenutno ni mogoča?