Pavadinimas „krionika“ nukreipia mintį klaidinga linkme. Jis verčia įsivaizduoti užšaldymą, kūną, virtusį ledu tarsi kepsnys šaldiklyje. Tačiau tikrasis tikslas yra keistesnis ir atsargesnis, ir jį geriau nusako beveik prieštaringai skambanti frazė: išsaugojimas neužšaldant. Gudrybė, kuri tai leidžia, yra vitrifikacija, o čia pateikiama trumpa, bendra apžvalga, kas tai yra, ką tai duoda ir, ne mažiau svarbu, ko ne.
Kūno pervedimas į stiklo pavidalo būseną
Vitrifikacija yra procesas, kai skystis pereina į kietą būseną niekada nesudarydamas kristalų. Žodis kilęs iš lotyniško vitrum, stiklas, ir stiklas yra būtent tinkamas įsivaizdavimas. Aušinami daugelis skysčių kristalizuojasi; atvėsinti tinkamu būdu ir su tinkama chemija, jie tiesiog darosi vis klampesni, kol sustingsta į kietą, netvarkingos sandaros medžiagą. Kristalai nesusidaro. Molekulės lieka beveik tiksliai tokioje pačioje padėtyje kaip skystyje, tik nebejuda.
Krioprezervacijoje būtent tai skiria sunaikintas smegenis nuo išlikusių. Vanduo kūno ląstelėse iš esmės pakeičiamas krioprotekcinėmis medžiagomis, o audinys aušinamas, kol peržengia stiklėjimo temperatūrą, esančią maždaug ties -120°C iki -135°C, ir sustingsta. Rezultatas nėra užšaldytas kūnas. Tai audinys stiklo pavidalo būsenoje, kurioje irimas praktiškai sustojęs.
Ką duoda vitrifikacija
Gerai atlikta vitrifikacija vienu metu pasiekia keturis dalykus:
- Ji neleidžia susidaryti ledo kristalams, todėl užšalimo sukeliamas mechaninis plėšymas apskritai neįvyksta.
- Ji išsaugo ląstelinę ir struktūrinę audinio sandarą, o svarbiausia, smegenų nervinius ryšius.
- Ji sulėtina kiekvieną cheminę ir biologinę reakciją beveik iki sustojimo, taip sustabdydama irimą.
- Ji sustabdo audinio informacijos raštą, tą dalį, kuri iš tikrųjų koduoja asmenį, pakankamai nepažeistą, kad ateities technologija kada nors galėtų jį pataisyti ir atkurti.
Būtent dėl paskutinio punkto visa tai apskritai verta daryti, ir tai tiesiogiai siejasi su tuo, kas yra biostazė: išsaugokite struktūrą, ir išsaugosite asmenį, net per tarpą, kurio jokia dabartinė technologija neperžengia.
Ko vitrifikacija nedaro
Čia sąžiningumas svarbesnis už entuziazmą. Vitrifikacija negrąžina gyvybės. Ji neatsuka senėjimo ir neišgydo mirtį sukėlusios ligos. Ji pati savaime negarantuoja, kad kas nors kada nors bus atgaivintas. Ji tik išsaugo fizinį asmens pagrindą pakankamai gerai, kad atgaivinimo klausimas liktų atviras, o ne būtų amžiams uždarytas laidojimu ar kremavimu, ir to nemažai. Tai tiltas į ateitį, kuri gali sugebėti arba nesugebėti užbaigti darbą, todėl lygiai taip pat aiškiai sakome, kad atgaivinimas šiuo metu neįmanomas.
Visa, kas vyksta toliau, priklauso nuo to, ar šis vienas žingsnis atliktas teisingai. Jei užšalimo žala pirmosiomis valandomis sunaikintų smegenų struktūrą, jokia ateities medicina neatkurtų to, kas prarasta, nes dingtų pati informacija. Vitrifikacija yra skirtumas tarp asmens išsaugojimo ir vien nuolaužų sandėliavimo. Todėl ji yra pačiame centre to, kaip iš tikrųjų atliekama šiuolaikinė krioprezervacija.
Kada fiksavimas yra geresnis pasirinkimas
Vitrifikacija priklauso nuo to, ar krioprotektorius pasiekia visas reikiamas vietas, o tai priklauso nuo kraujotakos sistemos, kuri vis dar tolygiai paskirsto. Ten, kur išeminė žala jau didelė, ji nebepaskirsto, o netolygi perfuzija reiškia ledą kaip tik svarbiausiose vietose. Tokiems atvejams yra antras metodas: aldehidu stabilizuota krioprezervacija, arba ASC.
ASC pradedama perfuzuojant smegenis glutaraldehidu, fiksatoriumi, kuris sukryžmina baltymus ir palieka juos vietoje. Irimas sustoja iškart, o struktūra užfiksuojama dar prieš pradedant aušinti. Stabilizavus audinį, krioprotektoriaus koncentraciją galima lėtai pakelti iki didelės, apie 65% etilenglikolio, o smegenys vitrifikuojamos ties maždaug -135°C ilgalaikiam saugojimui.
Įrodymai neįprastai tiesioginiai. ASC išlaikė sinapsinius ryšius visose kiaulės smegenyse tiek gerai, kad laimėjo Brain Preservation Foundation didžiųjų žinduolių prizą, o tai buvo patikrinta 3D elektronine mikroskopija po atšildymo.
Kompromisas yra realus ir jį reikia pasakyti atvirai. Fiksavimas yra negrįžtamas bet kokiomis šiandien įsivaizduojamomis priemonėmis. Glutaraldehidas išlaiko konektomą nepaprastai detaliai, ir daro tai chemiškai surišdamas baltymus, o tai užkerta kelią biologiškai paleisti tą audinį iš naujo. ASC išsaugo raštą ir atsisako kelio atgal per pirminį pagrindą, o tai yra fizinis tęstinumo klausimo pavidalas.
Todėl tai nėra numatytasis pasirinkimas. Kai perfuzija gera, vitrifikacija palieka atvirus abu kelius. ASC griebiamės tada, kai alternatyva yra prarasti struktūrą visiškai.
Trumpai: Šiuolaikinė krioprezervacija siekia audinį vitrifikuoti, o ne užšaldyti. Krioprotektoriai mažina ledo susidarymą, kad biologinė struktūra galėtų pereiti į stabilią, stiklo pavidalo būseną.
Išbandykite šią praktinę priemonę
Naudokite interaktyvią priemonę, kad išnagrinėtumėte šiame straipsnyje keliamą klausimą.
Įkeliamas interaktyvus įrankis...
Daugiau skaitinių