Kryoprezervácia nie je vypínač, ktorým sa prepne život na konzerváciu. Je to súboj s časom, ktorý sa začína v okamihu zástavy srdca.
Od tejto chvíle až po okamih, keď sa molekulový pohyb prakticky zastaví, prebiehajú deštruktívne biochemické procesy. Nezastavia sa ani na chvíľu. Práve táto skutočnosť určuje celý priebeh zákroku.
Čo sa deje s pribúdajúcim časom
Mozog je z metabolického hľadiska mimoriadne náročný orgán. Predstavuje asi 2 % telesnej hmotnosti, ale spotrebuje približne 20 % kyslíka.
Len malá časť tejto energie súvisí priamo s duševnou činnosťou. Väčšina jej ide na udržiavanie buniek v prevádzkovom stave, na prečerpávanie iónov cez membrány proti ich vlastnému gradientu.
Keď sa zastaví krvný obeh, prívod kyslíka sa v priebehu sekúnd preruší. Neuróny prestanú mať k dispozícii kyslík a takmer okamžite prestanú prenášať signály.
Do niekoľkých minút sa vyčerpajú zásoby energie. Iónové pumpy zlyhajú, elektrická rovnováha buniek sa naruší a do okolitého tkaniva sa uvoľní veľké množstvo neurotransmiterov.
Núdzový metabolizmus vedie k okysleniu bunkového prostredia. Vápnik prúdi tam, kam nepatrí. Enzýmy rozkladajúce bunkové zložky sa uvoľňujú z oddielov, v ktorých boli dovtedy uzavreté.
V priebehu desiatok minút až hodín, v silnej závislosti od teploty, sa usporiadaná architektúra tkaniva rozpadá na molekulárnej úrovni.
Tento sled dejov je dôsledkom ischémie a následného ischemického poškodenia. Je hlavným nepriateľom počas prvej hodiny a narúša štruktúru opísanú v článku „Pamäť, identita a mozog“.
Podstata problému je konkrétna. Nejde o abstraktný pojem smrti. Bojujeme s konkrétnou, merateľnou a dobre zdokumentovanou postupnosťou dejov.
Chlad je hlavnou brzdou poškodenia
Rýchlosť chemických reakcií sa pri zvýšení teploty o 10 °C približne zdvojnásobí a pri jej znížení o 10 °C približne klesne na polovicu.
Keď sa takýchto znížení na polovicu nazbiera viac, účinok už nie je len postupný, ale zásadný. Pri telesnej teplote má organizmus len minúty, kým sa nahromadí vážne poškodenie.
Pri teplote v chladničke ide o hodiny, pri teplote suchého ľadu o dni a pri −196 °C kvapalného dusíka prakticky o tisícročia.
Preto je každý protokol postavený na tom, aby sa mozog schladil tak rýchlo, ako to okolnosti dovoľujú. Chlad je brzdou celej tejto kaskády.
Chladenie však nemôže byť neuvážené. Príliš prudké schladenie tkaniva môže jeden typ poškodenia nahradiť iným, napríklad tvorbou ľadu, ktorej sa má celý zákrok vyhnúť.
Chladenie má ešte jeden dôležitý účinok. Kryoprotektíva sú pri koncentráciách, ktoré vitrifikácia vyžaduje, toxické.
Ich toxicita s klesajúcou teplotou výrazne klesá, podobne ako sa spomaľujú ostatné chemické procesy v organizme. Preto sa perfúzia vykonáva pri teplote blízkej 0 °C.
Táto výhoda má však svoju cenu. Chlad však zároveň spomaľuje prenikanie látok do tkaniva, takže popri jednom časovom tlaku vzniká ďalší.
Kryoprotektívne látky treba dostať do tkaniva skôr, než sa nahromadí príliš veľké poškodenie, no zároveň dostatočne pomaly, aby nepoškodili tkanivo, ktoré sa má zachovať. Ani jednu z týchto podmienok nemožno splniť úplne.
Celý postup, od príchodu tímu až po schladenie na kryogénne teploty, je séria takýchto kompromisov, ktoré sa robia pod časovým tlakom.
Hranica medzi poškodením, ktoré ešte zachováva informáciu, a poškodením, ktoré ju ničí
Nie každé poškodenie je rovnaké. To je hlavná myšlienka tohto článku.
Z hľadiska informácie existujú dve kategórie poškodenia. Poškodenie môže štruktúru len narušiť, alebo ju môže úplne zničiť.
Neurón môže byť ťažko poškodený a úplne nefunkčný. Ak jeho spojenia zostávajú identifikovateľné, informácia, ktorú niesol, v princípe stále existuje.
Keď sa bunka rozpadne a jej spojenia sa rozptýlia tak, že ich už nemožno identifikovať, informácia sa nenávratne stratí. Nijaká budúca technológia nedokáže obnoviť informáciu, ktorá sa nenávratne stratila.
Preto nejde o súboj, v ktorom by sa dalo vyhnúť každému poškodeniu. Je to súboj o to, zastaviť sa skôr, než poškodenie prejde z prvej kategórie do druhej.
Práve preto má zmysel uskutočniť aj nedokonalú kryoprezerváciu a kvalitu konzervácie chápať ako škálu, nie ako jednoznačný verdikt.
Táto myšlienka má aj formálny názov: informačno-teoretická smrť. Je to bod, v ktorom už nemožno obnoviť ani v princípe informáciu, ktorá definuje človeka.
Táto hranica nastáva výrazne neskôr než klinická smrť, teda stav, keď sa srdce a dýchanie spontánne neobnovia.
Kryonika vychádza z predpokladu, že rozdiel medzi týmito dvoma hranicami je reálny a že telo uložené v chlade sa môže nachádzať medzi nimi, nie za nimi.
Z tejto úvahy vyplýva aj potreba merania. Odbor sa teraz snaží priamo kvantifikovať mieru ischemickej záťaže, napríklad prostredníctvom metriky S-MIX.
Proces nemožno účinne riadiť bez toho, aby sa meral. Údaj o rozsahu ischémie v konkrétnom prípade má väčšiu hodnotu než všeobecné ubezpečenie, že všetko prebehlo dobre.
Prekážky, ktoré sa nedajú technicky odstrániť
Okrem biologických procesov existujú aj ďalšie limity, o ktorých treba hovoriť otvorene.
Prvou prekážkou je paradox právnej smrti. Z biologického hľadiska by bolo najlepšie začať zákrok ešte pred vyhlásením právnej smrti, no taký postup by bol vraždou.
Preto sa čaká, hoci čakanie znižuje kvalitu výsledku. Toto obmedzenie je trvalé a správne. Je mu venovaný samostatný článok.
Druhou prekážkou je pitva. Niektoré úmrtia si zo zákona vyžadujú najprv pitvu, čo konzerváciu jednak oddiaľuje a jednak priamo poškodzuje mozog.
Tieto prípady aj ďalšie situácie, v ktorých kryoprezerváciu nemožno vykonať, sú opísané v článku „Kedy nemôžete byť kryoprezervovaní“.
Treťou prekážkou je vzdialenosť od zásahového tímu. Ani neobmedzené finančné prostriedky nedokážu dostať tím okamžite na akékoľvek miesto. Miesto úmrtia preto ovplyvňuje, aká môže byť kvalita konzervácie.
Očakávané úmrtie v hospici umožňuje, aby zásahový tím začal konať včas. Náhla zástava srdca ďaleko od tímu môže naopak spôsobiť zdržanie v ráde hodín.
Ovplyvniť možno rozmiestnenie tímov, školenie zdravotníkov aj logistiku prepravy, ktorá rozhoduje o tom, ako rýchlo sa pacient dostane do zariadenia.
Nejde o zlyhanie samotnej vedy. Ide o dôsledok rozdielu medzi biologickou naliehavosťou a praktickými možnosťami zásahu, preto sa kvalita medzi jednotlivými pacientmi skutočne líši.
Prečo sa o to vôbec pokúšať, keď existuje toľko prekážok? Pretože opačná možnosť zaručuje najhorší výsledok, zatiaľ čo pokus o konzerváciu nie.
Konzervácia vykonaná za nepriaznivých podmienok stále môže uchovať viac informácií než pohreb alebo spopolnenie, ktoré ich nezachovávajú. Ide o rovnakú logiku ako pri úvahe o malej šanci v porovnaní s nulou, len uplatnenej na prvú hodinu, nie na vzdialenú budúcnosť.
Zhrnutie: Bunkové poškodenie začína krátko po zastavení krvného obehu. Rýchly pohotovostný zásah, chladenie a stabilizácia toto poškodenie zmierňujú, ale zdržania môžu kvalitu konzervácie trvalo znížiť.
Preskúmajte tento praktický nástroj
Použite interaktívny nástroj na preskúmanie otázky v tomto článku.
Interaktívny nástroj sa načítava...
Ďalšie čítanie