Hva er iskemi, og hvordan påvirker det kryopreservering?

Det som gjør kryonikk vanskelig, er sjelden den dype kulden til slutt. Det er de første timene. I disse timene er iskemi den største trusselen. Derfor må en seriøs leverandør av kryonikk arbeide mer som en ambulansetjeneste enn som et lagringsfirma. Iskemi forklarer hvorfor hvert minutt teller, og hvorfor kappløpet mot cellenedbrytning begynner idet hjertet stanser.

Hva iskemi er

Cellene er avhengige av oksygen. Gjennom cellerespirasjonen bruker de oksygen til å omdanne næringsstoffer til energi som holder vevet i funksjon, gjennom cellerespirasjon. Iskemi er opphør av blodtilførselen, og det er mer enn bare oksygenmangel: glukosetilførselen stopper også, avfallsstoffer hoper seg opp, og cellene tvinges over på en lite effektiv nødmetabolisme som gir langt mindre energi og produserer giftige biprodukter. Hvis cellen mangler energi lenge nok, klarer den ikke lenger å drive ionepumpene som holder den kjemiske balansen ved like, kalsium strømmer inn, og cellen sveller opp og skades.

I medisinen er iskemi årsaken til at et iskemisk hjerneslag eller hjerteinfarkt er så farlig: vevet som forsynes av det tilstoppede blodkaret, begynner å dø i løpet av få minutter. Også i kryonikk er tiden avgjørende, særlig fordi det er hjernen man forsøker å bevare.

Hvorfor iskemi er kryonikkens største fiende

Utgangspunktet er hovedpåstanden fra hukommelse, identitet og hjernen: du er strukturen i hjernen din, den nøyaktige kablingen av dens nevroner. Iskemi angriper nettopp denne strukturen. For hvert minutt hjernen er uten oksygen etter at døden er fastslått, øker skaden på forbindelsene som er viktige for hukommelse og personlighet. Dette er en konkret biologisk skade. Skaden kan gradvis ødelegge den hjernestrukturen kryopreserveringen er ment å bevare.

Dette endrer hva den første fasen egentlig handler om. Kryopreservering kan ikke starte før døden er fastslått, men kvaliteten på bevaringen avhenger i stor grad av hvor lite iskemisk skade som oppstår før hjernen er kjølt ned og beskyttet. Beredskapsteamets viktigste oppgave er å gjøre dette tidsrommet så kort som mulig.

Hvordan prosedyren kjemper mot klokken

Derfor bruker Tomorrow.bio team for beredskap, stabilisering og transport (standby-, stabiliserings- og transportteam (SST)), fremfor å behandle kryopreservering som en prosess som først begynner ved lagringsanlegget. Når døden er fastslått, arbeider teamet samtidig med flere tiltak for å begrense den iskemiske skaden:

• Gjenopprett blodsirkulasjonen. En mekanisk brystkompresjonsenhet opprettholder blodsirkulasjonen, slik at oksygen og medisiner kan nå vevet.
• Kjøl raskt ned. Pasienten legges i et isbad og kjøles raskt ned. Kulde bremser metabolismen og reduserer dermed oksygenbehovet, slik at skaden utvikler seg langsommere. Kulde bremser metabolismen. Grovt sett halveres den for hver nedkjøling på 10°C, noe som reduserer oksygenbehovet og gir mer tid før skaden inntreffer. Kroppen holdes likevel over frysepunktet, slik at det ikke danner seg is før de beskyttende stoffene er tilført.
• Gi medisiner. Pasienten får medisiner som reduserer hjernens metabolske behov, forebygger blodpropp, støtter blodsirkulasjonen under mekanisk hjerte-lungeredning og begrenser skader fra frie radikaler og betennelse. Sammen bremser de kaskaden av iskemisk skade.

Først etter denne stabiliseringen begynner perfusjonen av kryoprotektanter, og først når vevet er beskyttet, starter den dype nedkjølingen mot -196 °C. Risikoen for iskemisk skade opphører ikke helt før kroppen er vitrifisert. Først da har metabolismen, og dermed cellenes behov for oksygen, i praksis stanset.

Varm iskemi, kald iskemi, og hvorfor responstiden avgjør alt

Ikke all iskemi er lik. Varm iskemi, altså oksygenmangel ved kroppstemperatur, er særlig skadelig fordi vevet fortsatt er metabolsk aktivt og raskt påfører seg selv skade. Kald iskemi, altså oksygenmangel i allerede nedkjølt vev, er langt mindre skadelig fordi kulden har bremset de biologiske prosessene som driver skaden. Den tidlige delen av prosedyren går ut på å erstatte varm iskemi med kald iskemi så raskt som mulig, før det har oppstått for mye varmiskemisk skade.

Dette er også det sterkeste argumentet for å ha egen beredskapskapasitet. En leverandør som er avhengig av tredjeparter for å nå pasienten, kan føre til at pasienten blir liggende lenge i varm iskemi. Aktører i feltet har anslått at overføringer til uforberedte lokale tjenester kan innebære mange timer med kald iskemi, ofte etter en skadelig periode med varm iskemi. Et eget beredskapsteam skal nettopp forkorte dette tidsrommet. Grensen mellom "skadet" og "ødelagt" er mindre fast enn den en gang virket. Forskning på cellulær gjenopprettelse etter langvarig varm iskemi tyder på at skade man tidligere trodde var permanent, kan være mer reversibel enn lærebøkene hevder. Det klareste eksempelet er Yales OrganEx. I 2022 gjenopprettet dette perfusjonssystemet blodsirkulasjon og cellefunksjon i hele griskropper en time etter hjertestans. Forgjengeren fra 2019, BrainEx, gjorde det samme for isolerte grisehjerner fire timer etter død. Ingen av dem gjenopprettet noe som tydet på bevissthet. Begge utfordrer antagelsen om at noen timers varm iskemi ikke etterlater noe å arbeide med.

Nesten alt ved organiseringen av en seriøs leverandør følger av dette: beredskapen 24/7, hvor raskt teamet rykker ut, og protokollene for beredskap og stabilisering. Når kappløpet mot iskemi vinnes, er sjansen større for å bevare hjernestrukturen. Hvis det tapes, kan ingen mengde flytende nitrogen senere gjenskape det som gikk tapt i de første minuttene.

Videre lesning

• Hva er SST, og hvorfor er det viktig?
• Det kritiske kappløpet mot cellenedbrytning
• Den medisinske frostvæsken (kryoprotektanter)
• Hvorfor er gjenoppliving ikke mulig i dag?