Kad na večeri kažete da se bavite krionikom, sugovornik će vas gotovo uvijek upitati: „Znači, zamrzavate ljude?” To je najčešća zabluda o krionici, a važna je zato što pogrešno opisuje sam postupak. Krionika ne zamrzava ljude. Zamrzavanje je, zapravo, jedan od najštetnijih postupaka za mozak koji se želi očuvati. Postupak koji se primjenjuje zove se vitrifikacija, a razlika je u tome što zamrzavanje razara strukturu, dok je vitrifikacija čuva pretvarajući je u stanje slično staklu.
Da bi se razumjelo zašto je ta razlika presudna, treba objasniti što se pri hlađenju događa s vodom. Ljudsko tijelo velikim se dijelom sastoji od vode, a mozak sadrži približno 73 % vode, tvari koja ovdje stvara problem.
Što zamrzavanje zapravo radi
Voda ima svojstvo koje je pri kriopohrani posebno nepovoljno: pri smrzavanju se širi. Kad se voda ohladi do 0 °C, njezine se molekule usporavaju i organiziraju u kristalnu strukturu koja zauzima oko 9 % više prostora od tekuće vode. Zato zaboravljena boca u zamrzivaču pukne. Zato je zamrzavanje toliko razorno za živo tkivo.
Kada se veće tkivo smrzava, većina leda nastaje u prostorima između stanica, a ne unutar njih, pa se istovremeno događaju dvije loše stvari. Rastući led stišće stanice u sve manji prostor i deformira tkivo oko njih. Istodobno se, izdvajanjem čiste vode u led, soli i druge otopljene tvari koncentriraju u preostaloj tekućini, sve dok njezin kemijski sastav ne postane toksičan. Mehaničko razaranje i kemijsko trovanje odvijaju se zajedno.
Taj učinak već ste vidjeli u malom razmjeru. Kad zamrznete pa odmrznete jagodu, ona postane mekana i gnjecava jer su kristali leda oštetili stanične stijenke, pa više ne može zadržati oblik. Zamislite istu vrstu štete u mozgu, organu u kojem je očuvanje mikroskopske strukture osobito važno. U mozgu identitet i sjećanja ovise o preciznoj mreži veza, o čemu se govori u tekstu „Pamćenje, identitet i mozak”, pa oštećenja uzrokovana kristalima leda treba izbjeći.
Vitrifikacija: kruto stanje bez leda
Vitrifikacija je rješenje tog problema. Naziv dolazi od latinske riječi vitrum, što znači staklo, jer se vitrifikacijom postiže staklasto stanje. Vitrificirana tvar je kruta i vrlo hladna, ali u njoj se ne stvaraju kristali leda. Gibanje molekula usporava se, a njihov raspored ostaje sličan onomu u tekućem stanju. Zato ne nastaju kristali leda ni oštri kristalni rubovi koji bi mogli oštetiti tkivo. Struktura se pritom u velikoj mjeri očuva, bez pretvaranja tkiva u led.
Da bi se tijelo dovelo u stanje vitrifikacije umjesto zamrzavanja, potrebna su kriozaštitna sredstva. Tijekom perfuzije u krvotok se uvode kriozaštitna sredstva koja imaju učinak sličan antifrizu i postupno zamjenjuju dio vode u tjelesnim tekućinama. Ta sredstva snižavaju temperaturu pri kojoj bi se preostala tekućina kristalizirala te potiču prelazak u stakleno stanje. Pri hlađenju do temperature staklastog prijelaza, negdje između −120 °C i −130 °C, tijelo prelazi u vitrificirano kruto stanje. Tada su kemijski procesi raspadanja usporeni gotovo do potpunog zastoja, a struktura je očuvana.
Kako vitrifikacija izgleda u praksi
Ovdje nije riječ o pukom uranjanju tijela u hladnu tvar. Riječ je o pažljivo planiranom postupku koji počinje odmah nakon što je smrt službeno utvrđena. Nakon što je smrt službeno utvrđena, svaka minuta povećava rizik od stanične razgradnje, pa je brzo djelovanje presudno: cijeli je postupak organiziran tako da se taj proces što više uspori. Tim za hitne intervencije stabilizira pacijenta, održava cirkulaciju i započinje brzo hlađenje. Tijelo se pritom drži iznad točke smrzavanja kako se led ne bi počeo stvarati prije ulaska kriozaštitnih sredstava u krvotok.
Slijedi perfuzija: kriozaštitno sredstvo se uvodi u krvotok u postupno rastućoj koncentraciji, čime se voda u tijelu polako zamjenjuje dok se temperatura snižava. Tek kad je tkivo dovoljno prožeto kriozaštitnim sredstvima, tijelo se dalje hladi do −196 °C i zatim dugotrajno pohranjuje u Dewarovoj posudi. Svrha svakog koraka ista je: spriječiti stvaranje leda i postići staklasto stanje.
Sljedeći put kad vas netko upita zamrzavate li mrtve ljude, moći ćete dati precizan odgovor. Ne. Riječ je o postupku koji nije zamrzavanje, upravo zato što bi zamrzavanje uništilo ono što se nastoji sačuvati.
Sažetak: Zamrzavanjem se stvaraju kristali leda koji oštećuju tkivo. Vitrifikacija se služi kriozaštitnim sredstvima i kontroliranim hlađenjem kako bi se postiglo stanje slično staklu, pri čemu nastaje znatno manje leda.
Istražite ovaj praktični alat
Upotrijebite interaktivni alat za istraživanje pitanja u ovom članku.
Učitavanje interaktivnog alata...
Dodatno štivo