Kryopreservering er ikke en bryter som slås om fra liv til bevaring. Det er et kappløp, og startskuddet går i det øyeblikket hjertet stopper.
Fra dette øyeblikket og frem til temperaturen er så lav at kjemiske prosesser nesten stanser, pågår en ødeleggende kjemisk utvikling. Den stanser ikke. Alt annet ved prosedyren er formet av dette ene faktum.
Hva klokken egentlig teller
Hjernen er metabolisk kostbar. Den utgjør omtrent 2 % av kroppsvekten, men bruker rundt 20 % av oksygenet.
Energien brukes i liten grad til bevisst tankevirksomhet. Det meste brukes til å holde cellene i drift ved å pumpe ioner over cellemembranene, mot konsentrasjonsgradientene.
Når blodsirkulasjonen stanser, opphører oksygentilførselen i løpet av sekunder. Nevronene går tom for oksygen og stanser aktiviteten nesten umiddelbart.
Etter få minutter er reservene tomme. Pumpene svikter, den elektriske balansen bryter sammen, og en flom av signalstoffer strømmer ut i vevet omkring.
Cellene går over til anaerob metabolisme, og vevet blir surere. Kalsium strømmer inn der det ikke skal være. Enzymer som bryter ned cellekomponenter, frigjøres fra celleområdene som normalt holder dem adskilt.
I løpet av titalls minutter til timer, avhengig av temperaturen, blir vevets ordnede struktur gradvis brutt ned.
Den manglende blodtilførselen kalles iskemi. Iskemi er den viktigste skadeårsaken i den første timen og kan ødelegge hjernestrukturene som bærer informasjon knyttet til hukommelse, identitet og hjernen.
Det sentrale spørsmålet er hva problemet faktisk består i. Målet er ikke å bekjempe et abstrakt begrep som død. Målet er å begrense et konkret, målbart og godt dokumentert skadeforløp.
Kulde er den eneste bremsen vi har
Mange kjemiske reaksjoner går grovt sett dobbelt så raskt for hver 10 °C temperaturen øker, og omtrent halvparten så raskt for hver 10 °C den synker.
Når temperaturen senkes mange ganger, kan den samlede reduksjonen i reaksjonshastighet bli svært stor. Ved kroppstemperatur kan alvorlig skade utvikle seg i løpet av minutter.
Ved kjøleskaptemperatur, timer. Ved tørristemperatur, dager. Ved -196 °C i flytende nitrogen, i praksis årtusener.
Derfor er hele protokollen bygget rundt å kjøle ned hjernen så raskt omstendighetene tillater. Kulde er bremsen på hele forløpet.
Nedkjølingen kan heller ikke skje for raskt. Hvis vevet kjøles ned for raskt, kan man erstatte én type skade med en annen, blant annet isdannelse som prosedyren skal unngå.
Det er en annen grunn til at kulden er avgjørende. Kryoprotektanter er giftige i de konsentrasjonene vitrifisering krever.
Giftigheten faller kraftig når temperaturen synker, fordi kjemiske reaksjoner da går langsommere. Derfor utføres perfusjon nær 0 °C.
Det gir bedre toleranse for stoffene, men til en pris. Kulden gjør også at stoffene trenger langsommere inn i vevet, slik at behandlingen innebærer en ny avveining.
Beskyttelsesstoffet må tilføres før skaden har blitt for omfattende, men samtidig langsomt nok til at vevet ikke utsettes for for høy giftbelastning. Ingen av disse hensynene kan ivaretas fullt ut.
Hele forløpet, fra ankomst via nedkjøling til kryogene temperaturer, består av slike avveininger under tidspress.
Grensen mellom skade som kan skjule informasjon, og skade som ødelegger den
Ikke all skade er lik, og dette er den viktigste tanken i denne artikkelen.
Sett fra et informasjonsteoretisk perspektiv kan skade deles i to kategorier. Skade kan tilsløre strukturen, eller den kan ødelegge den.
Et nevron kan være hardt skadet og helt uten funksjon. Dersom forbindelsene fortsatt er gjenkjennelige, kan informasjonen cellen bar på, i prinsippet fortsatt være bevart.
Når en celle har revnet og forbindelsene er brutt ned til uidentifiserbare rester, er informasjonen tapt. Ingen fremtidig teknologi kan gjenskape det tilfeldigheten har utslettet.
Målet er derfor ikke å unngå all skade. Målet er å stanse forløpet før skaden går fra den første kategorien til den andre.
Dette skillet forklarer hvorfor også ufullkommen bevaring kan ha verdi, og hvorfor bevaringskvalitet må forstås som en gradvis skala, ikke som en enten-eller-vurdering.
Tanken har et formelt navn: informasjonsteoretisk død. Det er punktet der informasjonen som definerer en person, ikke lenger kan gjenvinnes, ikke engang i prinsippet.
Dette er en langt senere grense enn klinisk død, som viser til tidspunktet da hjertet ikke begynner å slå igjen av seg selv.
Kryonikk bygger på antakelsen om at avstanden mellom disse grensene er reell, og at en kropp som kjøles ned raskt nok, fortsatt befinner seg innenfor denne grensen.
Dette gir også et grunnlag for hvordan kvaliteten bør måles. Feltet forsøker nå å tallfeste den iskemiske belastningen direkte, blant annet gjennom arbeidet med S-MIX-metrikken.
Man kan ikke styre det man ikke måler. Et mål på hvor stor iskemisk belastning et tilfelle innebar, er mer informativt enn en generell forsikring om at alt gikk bra.
Begrensninger som ikke kan løses teknisk
I tillegg til de biologiske forholdene finnes det flere praktiske og juridiske begrensninger som må nevnes.
Den første begrensningen er knyttet til tidspunktet for juridisk død. Biologisk sett ville det være best å starte behandlingen før juridisk død, men et slikt inngrep ville være ulovlig.
Derfor må man vente, selv om ventetiden kan redusere bevaringskvaliteten. Denne begrensningen er både nødvendig og varig, og omtales nærmere i en egen artikkel.
Den andre er obduksjonsproblemet. Ved enkelte dødsfall kreves det rettsmedisinsk obduksjon, noe som både forsinker bevaringen og kan skade hjernen direkte.
Disse tilfellene, og andre situasjoner der bevaring ikke kan gjennomføres, er beskrevet i «Når du ikke kan kryopreserveres».
Den tredje er geografi. Selv med store ressurser er det ikke mulig å ha et team tilgjengelig overalt, og dødsstedet påvirker derfor bevaringskvaliteten.
Ved et forventet dødsfall på en palliativ institusjon kan standby settes inn umiddelbart. En plutselig hjertestans langt fra et team kan føre til flere timers forsinkelse.
Det som kan påvirkes, forsøker man å kontrollere: hvor teamene er plassert, opplæring av helsepersonell og transportlogistikken som avgjør hvor raskt pasienten kommer frem til anlegget.
Dette er ikke først og fremst et spørsmål om vitenskapelig svakhet. Det dreier seg om praktiske begrensninger i møtet mellom biologisk tidspress og virkelige forhold, og derfor varierer kvaliteten mellom pasienter.
Hvorfor gjennomføre dette når begrensningene er så store? Fordi alternativet innebærer at all biologisk struktur går tapt, mens et bevaringsforsøk kan bevare noe informasjon.
Bevaring under dårlige forhold kan likevel bevare mer biologisk informasjon enn begravelse eller kremasjon. Dette er begrunnelsen for å forsøke: en liten sjanse mot ingen sjanse, anvendt på den første timen i stedet for den fjerne fremtiden.
Kort sagt: Celleskade begynner raskt etter at blodsirkulasjonen stopper. Rask standby, nedkjøling og stabilisering reduserer denne skaden, men forsinkelser kan senke bevaringskvaliteten permanent.
Utforsk dette praktiske verktøyet
Bruk det interaktive verktøyet for å undersøke spørsmålet i denne artikkelen.
Laster det interaktive verktøyet …
Videre lesning