La criopreservazione non è un interruttore che passa dalla vita alla preservazione. È una corsa, e il colpo di pistola di partenza è il momento in cui il cuore si ferma.
Tra quel momento e il punto in cui il movimento molecolare cessa effettivamente, la chimica distruttiva è in atto. Non si ferma. Tutto il resto della procedura è determinato da questo unico fatto.
Ciò che l’orologio sta effettivamente contando
Il cervello è metabolicamente costoso. Rappresenta circa 2% del peso corporeo e consuma circa 20% dell’ossigeno.
Quell’energia non è impiegata per il pensiero. La maggior parte viene utilizzata per mantenere le cellule in condizioni operative, pompando ioni attraverso le membrane contro i propri gradienti.
L’arresto della circolazione fa scomparire l’apporto in pochi secondi. I neuroni esauriscono l’ossigeno e smettono di trasmettere segnali quasi immediatamente.
Nel giro di pochi minuti le riserve sono esaurite. Le pompe si guastano, l’equilibrio elettrico collassa e un’ondata di neurotrasmettitori si riversa nel tessuto circostante.
Un metabolismo di emergenza acidifica tutto. Il calcio penetra dove non dovrebbe. Gli enzimi che smantellano i componenti cellulari vengono rilasciati dai compartimenti che li contenevano.
Nel giro di decine di minuti o ore, a seconda della temperatura, l’architettura organizzata del tessuto scivola verso il disordine molecolare.
Questa cascata ha un nome:ischemia. Essa è il nemico della prima ora e cancella la struttura descritta inmemoria, identità e cervello.
Si noti la forma del problema. Non stiamo combattendo un'astrazione chiamata morte. Stiamo combattendo una sequenza specifica, misurabile e ben documentata.
Il freddo è l'unico freno che abbiamo
Le velocità delle reazioni chimiche raddoppiano approssimativamente per ogni 10°C aggiunto, e si dimezzano approssimativamente per ogni 10°C sottratto.
Se si accumulano abbastanza dimezzamenti, l'effetto cessa di essere incrementale. A temperatura corporea si hanno minuti prima che si accumulino danni seri.
A temperatura di refrigerazione, ore. A temperatura di ghiaccio secco, giorni. A temperatura di-196°C di azoto liquido, per periodi che possono protrarsi per millenni.
Quindi ogni protocollo è organizzato intorno al raffreddamento del cervello il più rapidamente possibile, compatibilmente con le circostanze. Il freddo rappresenta il freno per l’intera cascata.
Il raffreddamento non può essere condotto con superficialità. Se si danneggia il tessuto in modo troppo brusco, si sostituisce un tipo di danno con un altro, incluso il ghiaccio che la procedura mira a prevenire.
Esiste una seconda ragione per cui il freddo riveste un’importanza cruciale.Gli crioprotettori sono tossici alle concentrazionivitrificazione richiede.
La loro tossicità diminuisce drasticamente con l'abbassamento della temperatura, per lo stesso motivo per cui avviene anche per tutte le altre reazioni chimiche. Quindila perfusione viene eseguita vicino a 0°C.
Questo consente una certa tolleranza agli agenti, ma a un prezzo. Il freddo rallenta anche la velocità con cui questi agenti si diffondono nei tessuti, quindi la competizione contiene una seconda competizione.
Introduca il protettivo prima che si accumuli troppo decadimento, e lentamente abbastanza da non avvelenare ciò che si sta cercando di salvare. Nessuna delle due metà può essere vinta in modo assoluto.
L’intera sequenza, dall’arrivo attraversoil raffreddamento fino alle temperature criogeniche, è una serie di questi compromessi effettuati sotto pressione temporale.
Il confine tra danno che si nasconde e danno che cancella
Non tutti i danni sono uguali, e questa è l’idea più importante di questa pagina.
Dal punto di vista informativo esistono due categorie. Il danno può offuscare la struttura, oppure può distruggerla.
Un neurone può essere danneggiato e completamente non funzionante. Se le sue connessioni rimangono identificabili, in linea di principio l’informazione che trasportava è ancora presente.
Una volta che una cellula si è lacerata e le sue connessioni si sono disperse in detriti non identificabili, l’informazione è perduta. Nessuna tecnologia futura potrà recuperare ciò che il caso ha cancellato.
Quindi non si tratta di una corsa per evitare ogni danno. È una corsa per fermarsi prima che il danno passi dalla prima categoria alla seconda.
Questa distinzione spiega perché una preservazione imperfetta è comunque degna di essere eseguita, e perchépreservation quality è uno spettro piuttosto che una sentenza definitiva.
L’idea ha un nome formale: morte informazionale. È il punto in cui l’informazione che definisce una persona non può più essere recuperata neppure in linea di principio.
Si tratta di una linea molto più tardiva rispetto alla morte clinica, che è semplicemente il momento in cui un cuore non può più ripartire spontaneamente.
La criopreservazione afferma che lo spazio tra queste due linee esiste davvero, e che un corpo posto a basse temperature si trova all’interno di questo spazio piuttosto che oltre di esso.
Essa definisce anche lo standard per la misurazione. Il settore ora cerca di quantificare l’esposizione in modo diretto, attraverso lavori come ilS-MIX metric.
Non si può gestire ciò che non si misura. Un numero che descriva l’entità dell’ischemia in un caso è più utile di una rassicurazione che sia andato tutto bene.
Le frizioni che non possiamo eliminare con l’ingegneria
Diversi limiti si sovrappongono alla biologia, e l’onestà richiede di riconoscerli.
Il primo è il paradosso della morte legale. Il momento biologico migliore per iniziare sarebbe prima della morte legale, e iniziare in quel momento costituirebbe omicidio.
Quindi si attende, sapendo che l’attesa costa in termini di fedeltà. Questo vincolo è permanente e corretto, e ne esisteil proprio articolo.
Il secondo è il problema dell’autopsia. Alcune morti richiedono per legge un’autopsia preliminare, la quale sia ritarda la preservazione sia danneggia direttamente il cervello.
Quei casi, e gli altri in cui la preservazione non può procedere, sono elencati inquando non Le sarà possibile essere criopreservato.
Il terzo fattore è la geografia. Nessuna somma di denaro può mettere istantaneamente una squadra ovunque, pertanto il luogo in cui avviene il decesso influisce sulla qualità della preservazione.
Una morte anticipata in hospice consente di avviare tempestivamente la procedura distandby al secondo giusto. Un arresto cardiaco improvviso lontano da una squadra introduce ore di ritardo.
Ciò che può essere controllato viene controllato: la posizione delle squadre, la formazione dei clinici e lalogistica del trasporto che determina quanto rapidamente un paziente raggiunge la struttura.
Nulla di ciò costituisce un difetto della scienza. Si tratta di attrito tra l'urgenza biologica e il mondo fisico, ed è per questo che la qualità varia genuinamente tra i pazienti.
Perché procedere comunque, considerato l'attrito? Perché l'alternativa garantisce il peggior esito possibile e il tentativo non lo fa.
La preservazione in condizioni non ottimali conserva comunque più informazioni rispetto a inumazione o cremazione, che non ne conservano affatto. Questa è l'aritmetica diuna piccola probabilità contro zero, applicata alla prima ora invece che al futuro remoto.
In breve: Il danno cellulare inizia rapidamente dopo l'arresto della circolazione. Una procedura di standby rapida, il raffreddamento e la stabilizzazione riducono tale danno, ma i ritardi possono abbassare permanentemente la qualità della preservazione.
Esplori questo strumento pratico
Utilizzi lo strumento interattivo per esaminare la questione in questo articolo.
Caricamento dello strumento interattivo...
Ulteriori letture