Keď pri večeri niekomu poviete, že sa venujete kryonike, takmer vždy sa opýta: „Takže vy zamrazujete ľudí?“ Ide o najrozšírenejšiu, no podstatne nesprávnu predstavu o kryonike. Kryonika ľudí nezmrazuje. Zmrazenie patrí k najhorším veciam, ktoré možno urobiť s mozgom určeným na zachovanie. Používa sa vitrifikácia. Rozdiel medzi týmito procesmi spočíva v tom, že zmrazenie poškodzuje štruktúru ľadovými kryštálmi, zatiaľ čo vitrifikácia ju zachováva v sklovitom stave.
Na pochopenie tohto rozdielu treba vedieť, ako sa pri ochladzovaní správa voda. Ľudské telo tvorí z veľkej časti voda a mozog jej obsahuje približne 73 % hmotnosti.
Čo sa deje pri zmrazovaní
Voda má vlastnosť, ktorá je pri kryoprezervácii nežiaduca: pri zamŕzaní zväčšuje svoj objem. Keď sa kvapalná voda ochladí na 0 °C, jej molekuly sa spomalia a usporiadajú do pevnej kryštálovej mriežky, ktorá zaberá približne o 9 % viac priestoru než kvapalná voda. Preto v mrazničke praskne zabudnutá fľaša. A preto je zmrazovanie tak ničivé pre živé tkanivo.
Keď zamŕza väčší objem tkaniva, väčšina ľadu sa tvorí v medzibunkových priestoroch, nie priamo v bunkách. Súčasne prebiehajú dva škodlivé procesy. Narastajúci ľad stláča bunky do čoraz menšieho priestoru a deformuje okolité tkanivo. Keď sa čistá voda oddeľuje od roztoku a mení sa na ľad, rozpustené soli a ďalšie látky sa koncentrujú v čoraz menšom objeme zvyšnej kvapaliny. Jej chemické prostredie sa potom môže stať toxickým. Tkanivo tak poškodzuje mechanické pôsobenie ľadu aj toxické chemické prostredie.
Tento účinok možno ľahko pozorovať na bežných potravinách. Ak jahodu zmrazíte a potom rozmrazíte, bude mäkká a rozpadnutá, pretože ľadové kryštály poškodili bunkové steny a jej štruktúra už neudrží pôvodný tvar. Rovnaký typ poškodenia je obzvlášť závažný v orgánoch, ktorých funkcia závisí od jemnej štruktúry tkaniva, kde je štruktúra samotnou podstatou. V mozgu sú identita a pamäť viazané na presné nervové prepojenia, ako vysvetľuje článok Pamäť, identita a mozog. Poškodenie ľadovými kryštálmi by preto bolo mimoriadne závažné.
Vitrifikácia: pevná látka bez ľadu
Vitrifikácia má tomuto poškodeniu zabrániť. Názov pochádza z latinského slova vitrum, teda sklo, pretože výsledkom je sklovitý stav. Pri vitrifikácii sa látka stáva pevnou a veľmi chladnou bez toho, aby vytvorila kryštály. Molekuly sa spomalia a zostanú usporiadané podobne neusporiadane ako v kvapaline. Nevznikajú tak kryštály ani ich ostré hrany, ktoré by mohli poškodiť tkanivo. Štruktúra tkaniva sa má zachovať bez tvorby ľadu.
Aby sa ľudské telo dalo vitrifikovať bez zamrznutia, treba použiť kryoprotektívne látky. Počas perfúzie sa časť vody v tele nahrádza kryoprotektívnymi látkami, ktoré fungujú podobne ako medicínsky nemrznúci prostriedok. Tieto látky znižujú teplotu kryštalizácie zvyšnej kvapaliny a umožňujú jej prechod do sklovitého stavu. Pri prechode cez sklovitú prechodovú teplotu, niekde okolo -120 °C až -130 °C, tkanivo stuhne do sklovitého stavu. Chemické procesy vrátane rozkladu sa potom spomalia takmer na nulu.
Ako vitrifikácia vyzerá v praxi
Nejde o jediné ponorenie do niečoho chladného. Ide o starostlivo riadený postup, ktorý sa začína hneď, ako to okolnosti umožnia. Po konštatovaní právnej smrti sa kvalita zachovania tkanív zhoršuje každou minútou. Preto je rozhodujúca rýchlosť a snaha čo najviac obmedziť bunkový rozklad, okolo ktorého je celý tento odbor postavený. Pohotovostný tím stabilizuje osobu, zabezpečuje podporu krvného obehu a začína rýchle chladenie. Telo pritom udržiava nad bodom mrazu, aby sa ľad nezačal tvoriť skôr, než sa do tela dostanú ochranné látky.
Potom nasleduje perfúzia: kryoprotektant sa privádza do krvného obehu v postupne narastajúcej koncentrácii a postupne nahrádza vodu v tele, zatiaľ čo teplota klesá. Až po nasýtení tkaniva sa telo ďalej ochladzuje, kým nedosiahne -196 °C, teplotu určenú na dlhodobé uloženie v Dewarovej nádobe. Cieľom každého kroku je dosiahnuť sklovitý stav bez tvorby ľadu.
Nabudúce, keď sa vás niekto spýta, či „zamrazujete mŕtvych“, máte presnú odpoveď. Nie. Nejde o zmrazovanie. Postup je navrhnutý tak, aby sa zabránilo poškodeniu štruktúr, ktoré sa kryonika snaží zachovať.
Skrátka: Zmrazovanie vytvára ľadové kryštály, ktoré poškodzujú tkanivo. Vitrifikácia využíva kryoprotektanty a riadené chladenie na dosiahnutie sklovitého stavu s výrazne menšou tvorbou ľadu.
Preskúmajte tento praktický nástroj
Použite interaktívny nástroj na preskúmanie otázky v tomto článku.
Interaktívny nástroj sa načítava...
Ďalšie čítanie