Ono što kriopreservaciju čini teškom nije duboka hladnoća na kraju postupka. To su prvi sati. Taj neprijatelj ima ime: ishemija. Zato ozbiljan pružatelj usluga krioprezervacije ne djeluje poput skladišne tvrtke, nego poput hitne medicinske službe. Razumijevanje ishemije objašnjava zašto je brzina presudna i zašto utrka s propadanjem stanica počinje u trenutku kad srce prestane kucati.
Što je ishemija
Stanice u tijelu za rad koriste kisik. Uz pomoć kisika stanice u procesu staničnog disanja pretvaraju hranjive tvari u energiju potrebnu za rad tkiva. Ishemija je prekid protoka krvi, pa tkiva ostaju bez kisika i glukoze, a otpadne se tvari više ne odvode. Stanice tada prelaze na neučinkovit oblik metabolizma koji stvara malo energije i štetne nusprodukte. Nakon duljeg razdoblja bez kisika stanica više ne može održavati rad ionskih pumpi koje reguliraju njezinu unutarnju kemijsku ravnotežu. Kalcij tada prodire u stanicu, ona otiče i naposljetku se raspada.
U kliničkoj medicini ishemija objašnjava opasnost moždanog udara zbog ishemije i infarkta miokarda: tkivo koje opskrbljuje začepljena krvna žila može početi odumirati već nakon nekoliko minuta. U krioprezervaciji vrijeme je jednako presudno, a najvažnije je sačuvati moždano tkivo.
Zašto je ishemija najveći neprijatelj kriopreservacije
Prisjetimo se središnje tvrdnje iz teksta „Pamćenje, identitet i mozak”: čovjekov identitet počiva na strukturi mozga, odnosno na preciznoj mreži njegovih neurona. Ishemija napada upravo tu strukturu. Svaka minuta bez kisika nakon zakonskog proglašenja smrti dodatno oštećuje osjetljive veze u kojima su pohranjeni pamćenje i osobnost. Ta šteta nije apstraktna. Riječ je o postupnom brisanju baš onih informacija koje kriopreservacija treba sačuvati.
To mijenja cilj cijele prve faze postupka. Krioprezervacija ne može započeti prije zakonskog proglašenja smrti, ali njezina kvaliteta gotovo u potpunosti ovisi o količini ishemijskog oštećenja nastalog do trenutka kada se mozak ohladi i zaštiti. Skraćivanje tog razdoblja najvažniji je zadatak tima za hitnu stabilizaciju.
Kako se postupak bori protiv vremena
Zato Tomorrow.bio koristi uvježbane timove za pripravnost, stabilizaciju i transport (SST), umjesto da krioprezervaciju promatra kao postupak koji počinje tek u objektu za pohranu. Čim se osoba zakonski proglasi mrtvom, tim istodobno poduzima više mjera kako bi što više ograničio ishemijsko oštećenje:
- Ponovno pokretanje cirkulacije. Mehanički uređaj za kompresiju grudnog koša održava protok krvi tako da kisik i lijekovi stižu do tkiva umjesto da stagniraju.
- Brzo hlađenje. Tijelo se stavlja u ledenu kupelj i brzo hladi. Metabolizam se približno prepolovi pri svakom sniženju temperature za 10°C, pa tkivu treba manje kisika i usporava se daljnje oštećenje. Tijelo se pritom održava iznad točke smrzavanja kako se led ne bi stvorio prije nego što zaštitne tvari prodru u tkivo.
- Primjena lijekova. Primjenjuju se lijekovi koji smanjuju metaboličke potrebe mozga, sprječavaju zgrušavanje krvi, podupiru cirkulaciju tijekom mehaničke reanimacije te ograničavaju štetu uzrokovanu slobodnim radikalima i upalom. Zajedno oni prigušuju lančanu reakciju ishemijskog oštećenja.
Samo nakon te stabilizacije počinje perfuzija krioprotektanata, a duboko hlađenje prema -196 °C počinje tek kad je tkivo zaštićeno. Rizik od daljnjeg ishemijskog oštećenja u potpunosti prestaje tek nakon vitrifikacije, kada se zaustavljaju metabolizam i potreba stanica za kisikom.
Topla ishemija, hladna ishemija i zašto je vrijeme reakcije presudno
Nije svaka ishemija ista. Topla ishemija, odnosno nedostatak kisika pri tjelesnoj temperaturi, osobito je štetna jer je tkivo i dalje metabolički aktivno te se brzo oštećuje. Hladna ishemija, isti nedostatak kisika, ali u već ohlađenom tkivu, mnogo je blaža, jer je hladnoća usporila štetne kemijske procese. Cilj je početnog postupka što brže prijeći iz tople u hladnu ishemiju, odnosno ohladiti tijelo prije nego što topla ishemija izazove preveliko oštećenje.
To je i najjasniji argument za vlastiti tim za hitnu stabilizaciju. Pružatelj koji pristup osobi ovisi o trećim stranama može znatno produljiti razdoblje tople ishemije. Stručnjaci u ovom području upozoravaju da predaja slučaja nepripremljenim lokalnim službama može dovesti do mnogo sati hladne ishemije, nakon dugotrajne tople ishemije. Namjenski tim u stanju pripravnosti postoji upravo zato da se to razdoblje skrati. Granica između oštećenja i nepovratnog uništenja nije tako jasna kao što se nekoć mislilo. Istraživanja oporavka stanica nakon dugotrajne tople ishemije upućuju na to da bi dio oštećenja koje se smatralo trajnim mogao biti popravljiv u većoj mjeri nego što se dosad pretpostavljalo. Najpoznatiji je primjer sustav OrganEx, razvijen na Sveučilištu Yale. 2022. godine taj je perfuzijski sustav obnovio cirkulaciju i staničnu funkciju u tijelima svinja sat vremena nakon srčanog zastoja. Njegov prethodnik BrainEx iz 2019. postigao je usporedive rezultate u izoliranim mozgovima svinja četiri sata nakon smrti. Nijedan sustav nije obnovio stanje koje bi se moglo usporediti sa sviješću. Oba rezultata dovode u pitanje pretpostavku da nakon nekoliko sati tople ishemije ne preostaje biološka struktura koju bi bilo moguće sačuvati ili obnoviti.
Na toj se činjenici temelje gotovo svi elementi rada ozbiljnog pružatelja usluga: pripravnost 24/7, brzina odgovora i protokoli hitne stabilizacije. Ako se ishemijsko oštećenje dovoljno brzo ograniči, struktura mozga može se sačuvati. Ako se zakasni, tekući dušik ne može naknadno nadoknaditi oštećenje nastalo u prvim minutama.
Ukratko: Ishemija je oštećenje uzrokovano prekidom protoka krvi, a time i opskrbe tkiva kisikom. Brzo hlađenje i stabilizacija usporavaju oštećenje, dok dulja razdoblja pri višim temperaturama u pravilu smanjuju kvalitetu krioprezervacije.
Istražite ovaj praktični alat
Upotrijebite interaktivni alat za istraživanje pitanja u ovom članku.
Učitavanje interaktivnog alata...
Za daljnje čitanje