Nimetus 'krioonika' viitab valele ideele. See ajab inimesed kujutama endale külmutamist, keha, mis on muutunud jääks nagu praekook sügavkülmas. Aga tegelik eesmärk on veider ja hoolikam kui see, ning seda kirjeldab paremini fraas, mis kõlab peaaegu vasturääkivana: säilitamine ilma külmutamiseta. Võimalikuks teeb selle võte, mida nimetataksevitrifikatsiooniks, ning see on lühike, üldistatud kirjeldus sellest, mis see on, mida see teile pakub, ning samuti oluline, mida see ei tee.
Keha viimine klaasjaasse olekusse
Vitrifikatsioon on protsess, mille käigus vedelik muudetakse tahkeks olekuks ilma kristallide moodustumata. Sõna pärineb ladina keelestvitrum, 'klaas', ning klaas ongi täpselt õige meeldiva pilt. Kui enamikku vedelikke jahutada, kristalliseeruvad nad; jahutage neid õigel viisil, õige keemiaga, ning nende asemel nad lihtsalt muutuvad järjest viskoossemaks, kuni nad lukustuvad jäigasse, korratu tahkisse. Kristalle ei moodustu. Molekulid hoitakse peaaegu täpselt samas paigutuses, nagu nad olid vedeliku olekus, ainult et nad enam ei liigu.
Kriopreservatsiooni puhul on see erinevus hävinud aju ja terve aju vahel. Keha rakkude vee sees on suuresti asendatudkrioeelistitega, ning kude jahutatakse, kuni see ületab klaasülemineku temperatuuri, mis asub umbes -120°C ja -135°C vahel, ning tahkestub. Tulemus ei ole külmunud keha. See on kude klaasja olekus, ning selles olekus on lagunemine tõhusalt peatunud.
Mida vitrifikatsioon saavutab
Kui seda tehakse hästi, saavutab vitrifikatsioon neli asja korraga:
- See takistab jääkristallide moodustumist, nii et külmutamise mehaaniline purustamine ei toimu kunagi.
- See säilitab koe rakulise ja struktuurilise arhitektuuri, kõige olulisemalt aju närvivõrgu.
- See aeglustab iga keemilise ja bioloogilise reaktsiooni peaaegu seismajäämiseni, peatades lagunemise.
- See hoiabinformatsiooni mustrit koes alles, selle osa, mistegelikult kodeerib inimest, piisavalt säilitatud, et tulevikus võib-olla ükskord tehnoloogia seda parandada ja taastada.
See viimane punkt ongi põhjus, miks seda üldse tasub teha, ja see ühendab otseselt tagasisellele, mis biostaas on: säilitage struktuur, säilitage isik, isegi üle praeguse tehnoloogia ületamatu lõhe.
Mida vitrifikatsioon ei tee
Siin on ausus olulisem kui entusiasm. Vitrifikatsioon ei taasta elu. See ei pöördu vananemisele tagasi ega ravi surma põhjustanud haigust. See ei garanteeri üksinda, et kedagi kunagi taastatakse. Kõik, mida see teeb, ja see on juba palju, on säilitada inimese füüsiline alus nii hästi, et taastamise küsimus jääb lahtiseks selle asemel, et see oleks lõplikult suletud matmise või kreematsiooni poolt. See on sild tulevikku, mis võib-olla suudab töö lõpetada, aga võib-olla ka mitte, ja seetõttu oleme me samuti selged selles, ettaastamine on praegu võimatu.
Kõik järgnevad sammud sõltuvad selle ühe sammu õigest teostamisest. Kui külmutamiskahjustus lubatakse hävitada ajus struktuuri esimesel tundidel, siis ükski tuleviku meditsiin ei suuda taastada kaotatud, sest informatsioon ise on kadunud. Vitrifikatsioon on erinevus säilitada inimest või ainult hoida rususid. Sellepärast see asub keskmeskuidas modernne krüopreservatsioon tegelikult toimub.
Kui fikseerimine on parem valik
Vitrifikatsioon sõltub sellest, et krüoprotektant jõuaks kõikjale, kus seda vaja on, ja see sõltub vereringesüsteemist, mis veel jaotab ühtlaselt. Kui isheemiline kahjustus on juba tõsine, siis see nii ei ole, ja ebaühtlane perfusioon tähendab jää esimeses kohas, kus see kõige rohkem mõjub. Nendeks juhtudeks on teine meetod: aldehüüd-stabiliseeritud krüopreservatsioon ehk ASC.
ASC algab aju perfusiooniga glutaaraldehüüdiga, fiksaatoriga, mis seob valgud kohale. Lagunemine peatub kohe ja struktuur lukustatakse enne, kui jahutamine algab. Koestabiliseeritud, tõstetakse krüoprotektanti aeglaselt kõrgele kontsentratsioonile, umbes 65% etüleenglükooli, ja aju vitrifitseeritakse umbes -135°C juures pikaajaliseks hoiustamiseks.
Tõendusmaterjal selle kohta on erakordselt otsene. ASC hoidis sünaptilist ühendust terve seapea ajus nii hästi, et see võitisBrain Preservation Foundationi suure imetaja auhinna, kontrollitud 3D elektronmikroskoopia abil pärast soojendamist.
Kaubandus on reaalne ja kuulub avatud arutelusse.Fikseerimine ei ole pööratav millegagi, mida praegu ette kujutada võib. Glutaaraldehüüd hoiab konnektomi erakordses detailis, ja seda teeb ta keemiliselt valkude sidumisega, mis sulgeb bioloogiliselt selle koe taastamise tee. ASC säilitab mustri ja loobub võimalusest taastada läbi algse substraadi, mis onjätku küsimus füüsilises vormis.
Seetõttu see pole vaikimisi valik. Kui perfusioon on hea, säilitab vitrifikatsioon mõlemad võimalused. ASC on see, mida kasutame, kui alternatiiviks on struktuuri täielik kaotus.
Lühike kokkuvõte: Kaasaegne krüopreservatsioon püüab kude vitrifitseerida, mitte külmutada. Krüoprotektandid vähendavad jää moodustumist, nii et bioloogiline struktuur võib sisse minna stabiilsesse, klaasja sarnasesse olekusse.
Uurige seda praktilist tööriista
Kasutage interaktiivset tööriista, et uurida selles artiklis käsitletud küsimust.
Interaktiivse tööriista laadimine...
Järgmine lugemine