Cryonics Questions and Choices
Криопрезервацията причинява клетъчно увреждане от лед
Какво прави ледът с една клетка, когато тялото се криопазва?
Това е простият въпрос в основата на науката. Той има значение, защото криониката зависи от запазването на структурата, а ледът може да наруши структурата по няколко начина. Част от увреждането идва от кристалите. Част идва от водата, излизаща от клетката. Част идва от стреса на дълбокия студ и химикалите, използвани за борба с леда.
Клетката е предимно вода. Когато тази вода започне да замръзва, ледът първо се образува извън клетката. Останалата течност отвън става по-солена. Водата тогава излиза от клетката, за да балансира нещата. Клетката се свива. Мембраната ѝ се стяга. Белтъците на повърхността могат да бъдат загубени или променени. Това е една от причините замръзването да натоварва живата тъкан.
При идеална консервация целта е да се спре образуването на лед изобщо. Тези състояние се нарича витрификация. Водата се превръща в стъкловидно твърдо вещество вместо в кристал. Това е най-чистият път в теорията, защото кристалите нанасят по-малко механична вреда. Но витрификацията не е проста. Тя изисква правилната химична смес и правилните условия за охлаждане и затопляне.
Когато тези условия не са изпълнени, ледът може да увреди тъканта по няколко начина. Може да пробие мембрани като клин. Може да деформира клетки, докато расте. Може да разтревожи липидните слоеве, които са мазните листове, помагащи на мембраните да останат херметически затворени. То може също да остави малки течове след размразяването. Ето защо увреждането от замръзване не е едно единствено събитие. То е верига от стрес.
Един полезен начин да си представим това е мокър гъба във фризера. Докато водата около нея замръзне, гъбата изсъхва и се свива. Ако замръзването е меко и неравномерно, гъбата може все още да се върне частично. Ако замръзването е жестоко, части от нея се късат или втвърдяват. Клетката е много по-деликатна от гъба, но основният проблем е подобен. Водата излиза. Формата се променя. Възстановяването става по-трудно.
Мембраните заслужават специално внимание. Те не са фиксирани стени. Те са активни, променящи се слоеве с белтъци, вплетени в тях. Някои от тези белтъци помагат на невроните да изпращат сигнали. Някои помагат за преместване на химикали навътре и навън. Замръзването може да накара някои мембранни белтъци да паднат. То може също да пренареди мембранните липиди, мастните молекули, които формират тялото на мембраната. Ако липидите се местят прекалено много, мембраната може да потече или да загуби нормалната си форма.
Тук влизат в историята криопротекторите. Това са вещества, добавяни за намаляване на увреждането от замръзване. Те помагат на водата да избегне образуването на кристали. Те също подпомагат витрификацията. Сахароза, глицерол и диметил сулфоксид са примери, използвани в криобиологията. Те не премахват риска. Те го намаляват. Те също носят собствените си ограничения, защото високите концентрации могат да натоварят клетките по други начини.
Така че проблемът не е само ледът. Това е и цената на борбата с леда.
Това има значение за криониката, защото човешкото тяло не е проста клетъчна проба. То е наслоена система от тъкани, съдове, мембрани и връзки. Мозъчната тъкан е особено чувствителна, защото паметта и идентичността зависят от фината структура. Ако ледът увреди мембраните или размести белтъците, въпросът става дали остава достатъчно полезна структура за бъдещ ремонт.
Тук е мястото на честната несигурност. Няма пациент в човешка крионика, който е бил възкресен. Така че никой не може да твърди, с доказателства, че днешните методи за запазване възстановяват човек. Както може да се каже е по-тесно. Някои форми на клетъчно и тъканно запазване могат да задържат структурата изненадващо добре. Някои могат да задържат части от мембрани и белтъци функционални след размразяването. Това е реално. То също не е същото като доказване на цялостно възкресение.
Един малък пример помага. Представете си синапс в мозъка, миниатюрната празнина, където един неврон говори с друг. Ако замръзването премахне някои рецепторни белтъка от това място, веригата от сигнали отслабва. Ако само изкриви мембраната за известно време, част от тази функция може да се върне при затопляне. Ако мембраната е скъсана прекалено много, оригиналното състояние може да бъде по-трудно за възстановяване. Разликата между тези случаи е огромна, въпреки че всички три започват със същия студ.
Затова дискусията в криониката често се обръща от „Може ли ледът да увреди клетките?“ към „Колко структура остава след запазването?“ Това е истинският проблем. Запазеното тяло не се съди само по това дали водата е замръзнала. Съди се по това дали важната подредба на клетки, мембрани и сигнали е загубена безвъзвратно.
Има също по-дълбок урок тук. Увреждането от лед не е едно единствено присъда. То е променлив проблем. Някои структури са по-чупливи от други. Някои условия на замръзване са далеч по-лоши от други. Някои увреждания може да са обратими в принцип, особено ако бъдещите инструменти за ремонт станат много прецизни. Но това все още е възможност, не обещание.
За читателите, които сортират надеждата от фантазирането, тази разлика има значение. Криопрезервацията може да се разбере като опит да се задържи структурата, когато биологията вече не може да свърши работата. Опасността е реална. Ограниченията са реални. Причината хората все още гледат към полето също е реална. Бъдещият ремонт би трябвало да намери достатъчно запазен ред, от който да работи. Без това има твърде малко за възстановяване.
Така ясният отговор е този: криопрезервацията може да причини клетъчно увреждане от лед, защото замръзването изтегля водата от клетките, изкривява мембраните и може да прекъсне структурата, от която клетките се нуждаят, за да функционират. Витрификацията се опитва да избегне това увреждане, като предотвратява ледените кристали, но тя зависи от точни условия и не изчиства несигурността.
Онова, което можете да разберете сега, е основният проблем зад фразата „увреждане от лед“. Не е само замръзналата вода. Това е загубата на форма, баланс и молекулна подредба вътре в клетката. Когато това стане ясно, въпросът в криониката става по-лесен за формулиране честно. Предизвикателството не е дали студът е безопасен. Предизвикателството е дали достатъчно фина структура може да бъде запазена, така че бъдещият ремонт да има значение.
Това е видът въпрос, който The Longer Horizon е създаден да задържа. Един ясен въпрос, разглеждан без бързане, и с надеждата, държана вътре в истината.
Article by Lea Varga ·