Naziv krionika lako navodi na pogrešnu predodžbu. Većini ljudi priziva sliku tijela pretvorenog u led, poput komada mesa u zamrzivaču. Stvarni je cilj složeniji, a najbolje ga opisuje izraz koji na prvi pogled zvuči proturječno: očuvanje bez zamrzavanja. Postupak koji to omogućuje naziva se vitrifikacija. U nastavku ukratko objašnjavamo što je vitrifikacija, što njome možemo postići i, jednako važno, što njome ne možemo postići.
Pretvaranje tkiva u staklasto stanje
Vitrifikacija je postupak prelaska tekućine u kruto stanje bez stvaranja kristala. Naziv potječe od latinske riječi vitrum, što znači staklo, a upravo je staklo najprikladnija usporedba. Većina tekućina pri hlađenju kristalizira. Međutim, uz odgovarajući postupak i odgovarajući sastav, tekućina postaje sve viskoznija dok ne prijeđe u amorfno kruto stanje bez kristalne strukture. Kristali se ne stvaraju. Molekule ostaju gotovo u istom razmještaju koji su imale u tekućem stanju, samo se više ne kreću.
U kriopohrani upravo izbjegavanje stvaranja leda može biti presudno za očuvanje strukture mozga. Voda u stanicama tijela velikim se dijelom zamjenjuje krioprotektivnim tvarima, a tkivo se hladi dok ne prijeđe temperaturu staklenog prijelaza, otprilike -120 °C do -135 °C, kada prelazi u kruto stanje. Rezultat nije zamrznuto tijelo. Riječ je o tkivu u staklastom stanju, u kojem su procesi propadanja praktično zaustavljeni.
Što vitrifikacija postiže
Kad se provede pravilno, vitrifikacija istovremeno postiže četiri stvari:
- Sprječava stvaranje kristala leda pa ne dolazi do mehaničkog oštećenja karakterističnog za zamrzavanje.
- Čuva staničnu i strukturnu organizaciju tkiva, osobito neuronske veze u mozgu.
- Usporava kemijske i biološke reakcije do gotovo potpunog zastoja te time zaustavlja propadanje.
- Čuva informacijski uzorak sadržan u tkivu, odnosno strukture povezane s identitetom osobe, u mjeri koja bi budućoj tehnologiji jednoga dana mogla omogućiti popravak i ponovno oživljavanje.
Upravo je očuvanje tih struktura temeljna ideja biostaze. Ako se struktura sačuva, ostaje mogućnost očuvanja osobe i nakon razdoblja koje današnja tehnologija još ne može premostiti.
Što vitrifikacija ne postiže
Ovdje je iskrenost važnija od entuzijazma. Vitrifikacija ne vraća život. Ne poništava starenje niti liječi bolest koja je uzrokovala smrt. Sama po sebi ne jamči da će netko ikad biti oživljen. Ona prije svega nastoji dovoljno dobro očuvati fizičku podlogu osobe kako bi mogućnost oživljavanja ostala otvorena, za razliku od pokopa ili kremiranja. To ostavlja mogućnost da buduća tehnologija jednoga dana dovrši taj postupak, ali takav ishod nije zajamčen. Oživljavanje trenutačno nije moguće.
Sve što slijedi ovisi o tome hoće li se taj korak pravilno izvesti. Ako bi oštećenje zbog zamrzavanja u prvim satima uništilo strukturu mozga, buduća medicina ne bi mogla rekonstruirati izgubljeno jer bi nestale informacije potrebne za takvu rekonstrukciju. Vitrifikacija je ključna za razliku između očuvanja struktura povezanih s osobom i pukog pohranjivanja ostataka. Zato je ona u središtu stvarnog postupka moderne kriopohrane.
Kad je fiksacija bolje rješenje
Uspjeh vitrifikacije ovisi o tome može li krioprotektivna tvar ravnomjerno dospjeti do svih dijelova tkiva, što zahtijeva očuvan krvožilni sustav. Ako je ishemijsko oštećenje već teško, krvožilni sustav više ne može ravnomjerno raspodijeliti tvar, pa se led može stvoriti upravo u najosjetljivijim dijelovima tkiva. Za takve slučajeve postoji druga metoda: aldehidno stabilizirana kriopohrana, kraće ASC.
Kod ASC-a mozak se najprije perfundira glutaraldehidom, fiksativom koji povezuje proteine i trajno stabilizira njihovu strukturu. Propadanje se zaustavlja odmah, a struktura se učvršćuje prije nego što hlađenje uopće počne. Nakon stabilizacije tkiva koncentracija krioprotektivne tvari postupno se povećava na oko 65% etilen-glikola, a mozak se zatim vitrificira pri temperaturi blizu -135 °C za dugotrajnu pohranu.
Dokazi o očuvanju strukture ovom metodom osobito su uvjerljivi. Metodom ASC očuvana je sinaptička povezanost u cijelom mozgu svinje, što je donijelo nagradu Brain Preservation Foundation za velike sisavce. Rezultat je potvrđen 3D elektronskom mikroskopijom nakon zagrijavanja.
Ta prednost ima ozbiljno ograničenje o kojem treba otvoreno govoriti. Fiksaciju nije moguće poništiti nijednom metodom koju danas možemo zamisliti. Glutaraldehid može očuvati konektom s iznimnom razinom pojedinosti, ali to postiže kemijskim povezivanjem proteina, zbog čega se takvo tkivo ne može biološki ponovno pokrenuti. ASC čuva strukturni uzorak, ali isključuje mogućnost povratka iz iste biološke podloge, što je fizički oblik pitanja kontinuiteta osobe.
Zato ASC nije osnovno rješenje. Kad je perfuzija dobra, vitrifikacija ostavlja otvorenom mogućnost očuvanja strukture i eventualnog biološkog oporavka. ASC se razmatra kada je alternativa potpuni gubitak strukture.
Ukratko: cilj moderne kriopohrane jest vitrificirati tkivo, a ne zamrznuti ga. Krioprotektivne tvari smanjuju stvaranje leda i omogućuju prijelaz biološke strukture u stabilno staklasto stanje.
Istražite ovaj praktični alat
Upotrijebite interaktivni alat za istraživanje pitanja u ovom članku.
Učitavanje interaktivnog alata...
Dodatno štivo