Krioprezervacija nije trenutačan prijelaz iz života u očuvano stanje. To je utrka, a startni pucanj je trenutak kad srce prestane kucati.
Od tog trenutka do postizanja temperature na kojoj su molekularni procesi svedeni na najmanju moguću mjeru odvija se niz razarajućih kemijskih procesa. Oni ne staju ni trenutka. Sve ostalo u postupku oblikovano je upravo tom činjenicom.
Što sat zapravo broji
Mozak je metabolički vrlo zahtjevan organ. Čini oko 2% tjelesne mase, a troši otprilike 20% kisika koji unesemo.
Većina te energije ne troši se na svjesno mišljenje. Najveći dio troši se na održavanje normalne funkcije stanica, ponajprije na prijenos iona kroz membrane protiv koncentracijskih gradijenata.
Kad krvotok stane, dotok kisika i hranjivih tvari prekida se u nekoliko sekundi. Neuronima ponestaje kisika i vrlo brzo prestaju prenositi signale.
Za nekoliko minuta zalihe su potrošene. Ionske pumpe prestaju djelovati, električna ravnoteža stanica se narušava, a neurotransmiteri se nekontrolirano oslobađaju u okolno tkivo.
Metabolizam u tim uvjetima dovodi do zakiseljavanja stanične okoline. Kalcijevi ioni ulaze u dijelove stanice u kojima ih inače ne bi smjelo biti. Enzimi koji razgrađuju stanične sastavnice oslobađaju se iz staničnih odjeljaka u kojima su inače izolirani.
Tijekom desetaka minuta ili nekoliko sati, ponajprije ovisno o temperaturi, uređena struktura tkiva postupno se raspada.
Ovaj slijed ima ime: ishemija. Ishemija je ključni problem prvog sata jer oštećuje strukture na kojima počivaju pamćenje, identitet i funkcija mozga.
Važno je jasno definirati problem. Ovdje nije riječ o apstraktnom pojmu smrti. Borimo se protiv konkretnog, mjerljivog, dobro dokumentiranog slijeda događaja.
Hladnoća je jedina kočnica koju imamo
Brzina mnogih kemijskih reakcija približno se udvostručuje pri porastu temperature za 10 °C, a približno prepolovi pri padu temperature za 10 °C.
Kad se temperatura dovoljno snizi, ukupno usporavanje reakcija postaje vrlo izraženo. Pri tjelesnoj temperaturi ozbiljna se šteta može nakupiti već za nekoliko minuta.
Pri temperaturi hladnjaka vrijeme se mjeri satima. Pri temperaturi suhog leda vrijeme se mjeri danima. Pri −196 °C, temperaturi tekućeg dušika, procesi su usporeni na vremensku ljestvicu od praktički tisućljeća.
Zato je svaki protokol organiziran oko hlađenja mozga onoliko brzo koliko okolnosti dopuštaju. Hladnoća koči cijeli razorni slijed.
Hlađenje ne može biti nepromišljeno. Prebrzo hlađenje tkiva može uzrokovati drugu vrstu oštećenja, uključujući stvaranje leda koje se postupkom nastoji izbjeći.
Postoji i drugi razlog zbog kojeg je hladnoća važna. Krioprotektanti mogu biti toksični u koncentracijama potrebnima za vitrifikaciju.
Njihova se toksičnost naglo smanjuje s padom temperature, jer se pri nižim temperaturama usporavaju kemijske reakcije. Zato se perfuzija provodi blizu 0 °C.
To omogućuje bolju podnošljivost viših koncentracija tih tvari, ali ima i nedostatke. Hladnoća usporava i njihovo prodiranje u tkivo, pa se pritom javlja dodatni vremenski problem.
Krioprotektant treba primijeniti prije nego što se nakupi previše oštećenja, ali dovoljno postupno da ne uzrokuje toksično oštećenje tkiva koje se nastoji sačuvati. Nijednu od te dvije zadaće nije moguće ostvariti potpuno.
Cijeli postupak, od preuzimanja pacijenta do hlađenja na kriogene temperature, niz je takvih odluka donesenih pod vremenskim pritiskom.
Granica između oštećenja koje čuva strukturu i oštećenja koje je nepovratno uništava
Nisu sva oštećenja jednako važna za očuvanje informacija.
Iz perspektive očuvanja informacija postoje dvije osnovne vrste oštećenja. Oštećenje može narušiti strukturu ili je nepovratno uništiti.
Neuron može biti oštećen i posve nefunkcionalan. Ako su njegove veze još prepoznatljive, informacija koju su sadržavale u načelu je još očuvana.
Kad se stanica raspukne i njezine veze raspadnu u neprepoznatljive ostatke, informacija je nepovratno izgubljena. Nikakva buduća tehnologija ne može obnoviti informaciju koja je potpuno i nepovratno izgubljena.
Dakle, ne radi se o utrci u kojoj treba izbjeći svaku štetu. Cilj je zaustaviti proces prije nego što oštećenje prijeđe iz prve kategorije u drugu.
Ta razlika objašnjava zašto i nesavršeno očuvanje može imati vrijednost te zašto kvaliteta očuvanja nije pitanje jednostavne podjele na uspjeh i neuspjeh.
Ta zamisao ima formalni naziv: informacijsko-teorijska smrt. To je točka nakon koje se informacija koja definira osobu ne može obnoviti ni u načelu.
To je granica koja nastupa mnogo kasnije od kliničke smrti, odnosno stanja u kojem se rad srca ne može spontano ponovno uspostaviti.
Krionika tvrdi da između te dvije granice postoji stvaran vremenski razmak te da se krioprezervirano tijelo nalazi unutar tog razmaka, a ne nakon njega.
Time se uspostavlja i mjerilo kvalitete postupka. U praksi se izloženost ishemiji nastoji kvantificirati, primjerice S-MIX metrikom.
Bez mjerenja nije moguće pouzdano procijeniti kvalitetu postupka. Pokazatelj koji opisuje razinu ishemije u pojedinom slučaju informativniji je od općenite tvrdnje da je postupak prošao dobro.
Prepreke koje se ne mogu ukloniti tehnikom
Uz biološka ograničenja postoje i praktične prepreke koje treba jasno navesti.
Prva je prepreka zakonski trenutak proglašenja smrti. Biološki bi bilo najpovoljnije započeti postupak prije pravne smrti, ali bi takav postupak bio nezakonit i predstavljao bi ubojstvo.
Zato se mora čekati, iako to čekanje smanjuje kvalitetu očuvanja. To je trajno i opravdano ograničenje, obrađeno u zasebnom tekstu.
Drugo je problem obdukcije. Nakon nekih smrti zakon nalaže obdukciju prije drugih postupaka, što odgađa očuvanje i povećava oštećenje mozga.
Ti slučajevi, kao i drugi u kojima se očuvanje ne može provesti, opisani su u tekstu o situacijama u kojima krioprezervacija nije moguća.
Treće ograničenje jest geografija. Ni velika financijska sredstva ne mogu omogućiti da tim u svakom trenutku bude dostupan na svakom mjestu, pa mjesto smrti znatno utječe na kvalitetu mogućeg očuvanja.
Ako se smrt može predvidjeti u hospiciju, tim može pravodobno započeti pripravnost (standby). Nagli srčani zastoj daleko od tima može uzrokovati kašnjenje od više sati.
Nadziru se čimbenici na koje se može utjecati: raspored timova, edukacija liječnika i logistika prijevoza, koja određuje koliko brzo pacijent stiže u ustanovu.
Ništa od ovoga nije nedostatak znanosti. Riječ je o neskladu između biološke hitnosti i praktičnih ograničenja, zbog čega kvaliteta očuvanja doista varira od pacijenta do pacijenta.
Zašto uopće provoditi postupak, uz sve te prepreke? Zato što alternativa jamči najgori mogući ishod, dok pokušaj ipak ostavlja mogućnost boljeg ishoda.
Očuvanje u lošim uvjetima ipak može sačuvati više informacija od pokopa ili kremiranja, koji ne čuvaju nikakve informacije. Riječ je o usporedbi male, ali postojeće mogućnosti s potpunim izostankom mogućnosti, i to već tijekom prvog sata, a ne tek u dalekoj budućnosti.
Sažeto: Stanično oštećenje počinje brzo nakon prestanka krvotoka. Brza pripravnost, hlađenje i stabilizacija smanjuju tu štetu, ali kašnjenja mogu trajno umanjiti kvalitetu očuvanja.
Istražite ovaj praktični alat
Upotrijebite interaktivni alat za istraživanje pitanja u ovom članku.
Učitavanje interaktivnog alata...
Za dodatno čitanje