Kryopreservering er ikke en bryter som slås fra liv til bevaring. Det er et kappløp, og startskuddet er det øyeblikket hjertet stopper.
Mellom det øyeblikket og det punktet der molekylær bevegelse effektivt opphører, pågår ødeleggende kjemi. Den stopper ikke. Alt annet ved prosedyren formes av dette ene faktumet.
Hva klokken egentlig teller
Hjernen din er metabolsk dyr. Den utgjør omtrent 2% av kroppsvekten din og forbrenner omtrent 20% av oksygenet ditt.
Den energien brukes ikke på tenkning. Det meste går med til å holde celler i fungerende stand, til å pumpe ioner over membraner mot deres egne gradienter.
Stopp sirkulasjonen, og forsyningen forsvinner i løpet av sekunder. Nervecellene går tomme for oksygen og slutter nesten umiddelbart å sende signaler.
Innen minutter er reservene borte. Pumpene svikter, den elektriske balansen kollapser, og en strøm av nevrotransmittere renner ut i det omkringliggende vevet.
En nødbasert metabolisme forsurer alt. Kalsium strømmer inn der det ikke hører hjemme. Enzymer som bryter ned cellekomponenter frigjøres fra kompartmentene de holdes i.
Over titalls minutter til timer, avhengig i stor grad av temperaturen, glir den organiserte arkitekturen i vevet mot molekylær uorden.
Denne kaskaden har et navn:iskemi. Det er fienden i den første timen, og den visker ut strukturen som beskrives iminne, identitet og hjernen.
Legg merke til problemets form. Vi slåss ikke mot et abstrakt begrep kalt død. Vi slåss mot en spesifikk, målbar, godt dokumentert sekvens.
Kulde er den eneste bremsen vi har
Kjemiske reaksjonshastigheter dobler seg omtrent for hver 10°C du legger til, og halverer seg omtrent for hver 10°C du tar bort.
Nok halveringer gjør at effekten slutter å være gradvis. Ved kroppstemperatur har du minutter før alvorlig skade oppstår.
Ved kjøleskapstemperatur, timer. Ved tørris-temperatur, dager. Ved-196°C av flytende nitrogen, effektivt i tusenvis av år.
Så hvert protokoll er organisert rundt å kjøle ned hjernen så raskt omstendighetene tillater det. Kulde er bremsen på hele kaskaden.
Kjøling kan ikke være uforsiktig. Senker du vevet for brutalt, bytter du én type skade med en annen, inkludert isen prosedyren skal unngå.
Det er en annen grunn til at kulden betyr noe.Kryobeskyttelsesmidler er giftige i de konsentrasjonenevitrifisering krever.
Deres giftighet faller kraftig når temperaturen synker, av samme grunn som all annen kjemi gjør det. Såperfusjon kjøres nær 0°C.
Det gir toleranse for midlene, men til en pris. Kulde bremser også hvor raskt de sprer seg i vevet, så løpet inneholder et annet løp.
Få beskyttelsesmidlet inn før for mye forfall har samlet seg, og langsomt nok til ikke å forgifte det du prøver å redde. Ingen av delene kan vinnes fullstendig.
Hele sekvensen, fra ankomst gjennomnedkjøling til kryogene temperaturer, er en serie av disse byttene gjort under tidspress.
Linjen mellom skade som skjuler og skade som visker ut
Ikke all skade er like alvorlig, og dette er den viktigste idéen på siden.
Fra et informasjonsperspektiv finnes det to kategorier. Skade kan skjule struktur, eller den kan ødelegge den.
En neuron kan bli skadet og fullstendig ikke-fungerende. Hvis forbindelsene dens fortsatt er identifiserbare, er informasjonen den bar med seg i prinsippet fortsatt der.
Når en celle har sprukket og forbindelsene dens har spredt seg til uidentifiserbart rusk, er informasjonen borte. Ingen fremtidig teknologi henter tilbake det tilfeldige tapet har slettet.
Dette er altså ikke et kappløp for å unngå all skade. Det er et kappløp for å stanse før skaden går fra den første kategorien til den andre.
Det er dette skillet som gjør at en ufullkommen bevaring likevel er verdt å gjennomføre, og atbevaringskvalitet er et spektrum heller enn en dom.
Dette konseptet har et formelt navn: informasjonsteoretisk død. Det er det punktet der informasjonen som definerer en person ikke lenger kan gjenopprettes, ikke engang i prinsippet.
Det er et mye senere tidspunkt enn klinisk død, som ganske enkelt er det punktet der et hjerte ikke vil starte på egen hånd igjen.
Kryonikk hevder at gapet mellom disse to tidspunktene er reelt, og at en kropp som plasseres i kulde befinner seg innenfor det snarere enn utenfor.
Det setter også standarden for måling. Feltet forsøker nå å kvantifisere eksponering direkte, gjennom arbeid somS-MIX-målet.
Du kan ikke styre det du ikke måler. Et tall som beskriver hvor mye ischemi en sak innebar, er mer verdt enn en forsikring om at det gikk bra.
De friksjonene vi ikke kan konstruere bort
Flere begrensninger ligger over biologien, og ærlighet krever at vi nevner dem.
Den første er paradokset med juridisk død. Det biologisk beste tidspunktet å starte på ville vært før juridisk død, og å starte da ville vært drap.
Så vi venter, og vet at ventingen koster presisjon. Denne begrensningen er permanent og riktig, og den harsin egen artikkel.
Den andre er obduksjonsproblemet. Noen dødsfall krever juridisk obduksjon først, noe som både forsinker bevaringen og skader hjernen direkte.
De tilfellene, og de andre der bevaring ikke kan gjennomføres, er beskrevet inår du ikke kan bli kryopreservert.
Den tredje er geografi. Ingen sum penger setter et team på stedet med en gang, så hvor du dør former hvor godt du kan bevares.
Et dødsfall forventet på hospice larstandby begynne på det rette sekundet. En plutselig hjertestans langt fra et team legger til timer.
Det som kan kontrolleres er kontrollert: plassering av teamet, utdanning av klinikere, ogtransportlogistikken som avgjør hvor raskt en pasient når anlegget.
Ingenting av dette er en svakhet i vitenskapen. Det er friksjon mellom biologisk haster og den fysiske verden, og det er derfor kvaliteten faktisk varierer mellom pasienter.
Hvorfor gjennomføre det i det hele tatt, gitt friksjonene? Fordi alternativet garanterer det verste utfallet, og forsøket gjør ikke det.
Bevaring under dårlige forhold inneholder fortsatt mer informasjon enn begravelse eller kremasjon, som inneholder ingen. Det er regnestykket meden liten sjanse mot null, anvendt på den første timen i stedet for den fjerne fremtiden.
TL;DR: Cellulær skade begynner raskt etter at sirkulasjonen stopper. Rask standby, nedkjøling og stabilisering reduserer denne skaden, men forsinkelser kan permanent redusere bevaringskvaliteten.
Utforsk dette praktiske verktøyet
Bruk det interaktive verktøyet for å undersøke spørsmålet i denne artikkelen.
Laster det interaktive verktøyet...
Videre lesning