Povejte na večerji, da se ukvarjate s krioniko, in skoraj zagotovo boste slišali neko različico vprašanja: »Aha, torej zamrzujete ljudi?« To je najpogostejša zmota o krioniki, vendar je pomembno, da jo popravimo. Krioniki ljudi ne zamrzujejo. Zamrzovanje je pravzaprav med najslabšim, kar bi lahko naredili možganom, ki jih poskušate ohraniti. Postopek, ki se dejansko uporablja, se imenuje vitrifikacija. Razlika je med poškodbami, ki jih povzročijo ledeni kristali, in ohranitvijo strukture v steklastem stanju.
Da bi razumeli, zakaj je ta razlika tako pomembna, moramo pogledati, kaj mraz naredi vodi. Človeško telo je v veliki meri sestavljeno iz vode, možgani pa vsebujejo približno 73 % vode, zato prav voda povzroča največ težav.
Kaj se dogaja pri zamrzovanju
Voda ima nenavadno lastnost, ki je pri tem postopku škodljiva: ob zamrzovanju se širi. Ko se tekoča voda ohladi na 0 °C, se njene molekule upočasnijo in uredijo v togo kristalno mrežo, ki zavzame približno 9 % več prostora kot tekoča voda pred zamrzovanjem. Zato pozabljena steklenica v zamrzovalniku poči. Zato je zamrzovanje tudi tako uničujoče za živo tkivo.
Ko zmrzuje večja količina tkiva, večina ledu nastane med celicami, ne v njih. Hkrati se zgodita dve škodljivi stvari. Rastoči led celice stiska v vse manjši prostor in izkrivlja tkivo okoli njih. Ko se voda iz raztopine izloča v obliki ledu, se soli in druge raztopljene snovi koncentrirajo v vse manjših žepkih preostale tekočine, dokler okolje ne postane strupeno za celice. Tkivo tako hkrati poškodujejo mehanske sile in škodljivo povečanje koncentracije raztopljenih snovi.
Posledice tega ste že videli v manjšem merilu. Če zamrznete jagodo in jo nato odtajate, se spremeni v kašo, ker ledeni kristali poškodujejo celične stene in tkivo ne more več ohraniti oblike. Podobna škoda je posebno problematična v edinem organu, kjer je struktura prav bistvo. V možganih, kjer sta spomin in identiteta odvisna od natančne zgradbe nevronskih povezav, opisane v besedilu spomin, identiteta in možgani, bi taka kristalna škoda pomenila prav tisto, česar ne moremo dopustiti.
Vitrifikacija: trdno stanje brez ledu
Vitrifikacija je rešitev. Beseda izhaja iz latinske besede vitrum, ki pomeni steklo, in vitrifikacija ustvari prav takšno stanje. Vitrificirana snov je trdna in zelo mrzla, vendar nikoli ne kristalizira. Njene molekule se upočasnijo in obstanejo v podobni neurejeni razporeditvi kot v tekočem stanju. Zato ne nastanejo kristali, raztezanje ali ostri robovi, ki bi poškodovali tkivo. Struktura ostane čim bolj podobna stanju pred ohlajanjem, ne da bi jo poškodovali ledeni kristali.
Da telo namesto zamrzne vitrificira, je potreben kemični postopek. Pri perfuziji večino vode v telesu nadomestijo s krioprotektivnimi snovmi, ki delujejo podobno kot sredstva proti zmrzovanju. Te snovi zmanjšajo verjetnost kristalizacije preostale tekočine in ji omogočijo prehod v steklasto stanje. Med ohlajanjem telo preide skozi steklasti prehod, nekje med -120 °C in -130 °C. Od takrat je vitrificirano: biološki procesi so skoraj povsem ustavljeni, struktura pa je ohranjena, medtem ko je razkroj zelo močno upočasnjen.
Kako vitrifikacija poteka v praksi
To ni enkraten prehod v nizko temperaturo. Gre za skrbno načrtovan, večstopenjski medicinski postopek, ki se začne takoj, ko je to mogoče. Po razglasitvi pravne smrti vsaka minuta zmanjšuje možnost dobre strukturne ohranitve. Zato je ključna hitrost, saj je treba omejiti celični razkroj, tekma s celičnim razkrojem, okoli katere je organizirano celotno to področje. Ekipa za takojšnjo oskrbo osebo stabilizira, vzpostavi umetni krvni obtok in začne hitro ohlajanje. Telo pri tem ohranja nad temperaturo zmrzovanja, da led ne nastane, preden so krioprotektivne snovi že v telesu.
Sledi perfuzija: krioprotektant se v krvni obtok vnaša v postopoma naraščajočih koncentracijah, pri čemer postopoma nadomešča telesno vodo, temperatura pa se hkrati znižuje. Ko je tkivo nasičeno, se ohlajanje nadaljuje do -196 °C za dolgotrajno shranjevanje v Dewarjevi posodi. Namen vsakega koraka je preprečiti nastanek ledu in doseči steklasto stanje.
Ko vas torej naslednjič kdo vpraša, ali »zamrzujete mrtve ljudi«, imate natančen odgovor. Ne. Pri krioniki ne gre za zamrzovanje, saj bi ledeni kristali poškodovali prav tiste strukture, ki jih želimo ohraniti.
Povzetek: Zamrzovanje ustvari ledene kristale, ki poškodujejo tkivo. Vitrifikacija z uporabo krioprotektantov in nadzorovanega ohlajanja doseže steklasto stanje z bistveno manj ledu.
Raziščite to praktično orodje
Uporabite interaktivno orodje za raziskovanje vprašanja v tem članku.
Nalaganje interaktivnega orodja ...
Za nadaljnje branje