Cryonics Questions and Choices
Η κρυοσυντήρηση προκαλεί βλάβες από πάγο στα κύτταρα
Τι κάνει ο πάγος σε ένα κύτταρο όταν το σώμα ψύχεται σε υπερυψηλές θερμοκρασίες;
Αυτή είναι η απλή ερώτηση που διέπει την επιστήμη. Έχει σημασία επειδή η κρυονική εξαρτάται από τη διατήρηση της δομής και ο πάγος μπορεί να扰动 τη δομή με several τρόπους. Κάποιες βλάβες προέρχονται από κρυστάλλους. Κάποιες προέρχονται από το νερό που απομακρύνεται από το κύτταρο. Κάποιες προέρχονται από το στρες του βαθύ κρύου και τα χημικά που χρησιμοποιούνται για να καταπολεμηθεί ο πάγος.
Ένα κύτταρο αποτελείται κυρίως από νερό. Όταν αυτό το νερό αρχίζει να παγώνει, ο πάγος σχηματίζεται πρώτος έξω από το κύτταρο. Το υπόλοιπο υγρό έξω γίνεται πιο αλμυρό. Το νερό τότε φεύγει από το κύτταρο για να ισορροπήσει τα πράγματα. Το κύτταρο συρρικνώνεται. Η μεμβράνη του σφίγγει. Οι πρωτεΐνες στην επιφάνεια μπορεί να χαθούν ή να αλλοιωθούν. Αυτός είναι ένας λόγος για τον οποίο ο παγετός είναι δύσκολος για τους ζωντανούς ιστούς.
Στην ιδανική συντήρηση, ο στόχος είναι να σταματήσει ο σχηματισμός πάγου καθόλου. Αυτή η κατάσταση ονομάζεται βιτρικοποίηση. Το νερό μετατρέπεται σε ένα στερεό με όψη γυαλιού αντί για κρύσταλλο. Αυτή είναι η καθαρότερη διαδρομή στη θεωρία επειδή οι κρύσταλλοι προκαλούν λιγότερη μηχανική βλάβη. Αλλά η βιτρικοποίηση δεν είναι απλή. Χρειάζεται το σωστό μείγμα χημικών και τις σωστές συνθήκες ψύξης και θέρμανσης.
Όταν αυτές οι συνθήκες δεν πληρούνται, ο πάγος μπορεί να τραυματίσει τους ιστούς με several τρόπους. Μπορεί να ωθήσει μέσα από τις μεμβράνες σαν μια σφήνα. Μπορεί να παραμορφώσει κύτταρα καθώς μεγαλώνει. Μπορεί να disturbance τα λιπιδικά στρώματα, που είναι τα λιπαρά φύλλα που βοηθούν τις μεμβράνες να παραμένουν σφραγισμένες. Μπορεί επίσης να αφήσει μικρές διαρροές μετά την απόψυξη. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η βλάβη από παγετό δεν είναι ένα ενιαίο γεγονός. Είναι μια αλυσίδα στρες.
Ένας χρήσιμος τρόπος να το φανταστεί κανείς είναι ένα βρεγμένο σφουγγάρι σε έναν καταψύκτη. Καθώς το νερό γύρω του παγώνει, το σφουγγάρι στεγνώνει και συρρικνώνεται. Αν ο παγετός είναι ήπιος και ανώμαλος, το σφουγγάρι μπορεί ίσως να ανακάμψει κατά μέρος. Αν ο παγετός είναι σκληρός, μέρη του σκίζονται ή σκληραίνουν. Ένα κύτταρο είναι πολύ πιο ευαίσθητο από ένα σφουγγάρι, αλλά το βασικό πρόβλημα είναι παρόμοιο. Το νερό φεύγει. Η μορφή αλλάζει. Η ανάκαμψη γίνεται πιο δύσκολη.
Οι μεμβράνες αξίζουν ειδική προσοχή. Δεν είναι σταθεροί τοίχοι. Είναι ενεργά, μεταβαλλόμενα στρώματα με πρωτεΐνες ενσωματωμένες σε αυτά. Κάποιες από αυτές τις πρωτεΐνες βοηθούν τα νευρώνες να στέλνουν σήματα. Κάποιες βοηθούν στη μεταφορά χημικών ουσιών μέσα και έξω. Ο παγετός μπορεί να κάνει κάποιες μεμβρανικές πρωτεΐνες να απομακρυνθούν. Μπορεί επίσης να αναδιατάξει τα λιπίδια της μεμβράνης, τα λιπαρά μόρια που αποτελούν το σώμα της μεμβράνης. Αν τα λιπίδια μετακινηθούν πολύ, η μεμβράνη μπορεί να διαρρεύσει ή να χάσει το φυσιολογικό της σχήμα.
Εδώ είναι όπου μπαίνουν στην ιστορία τα αντιψυκτικά. Αυτές είναι ουσίες που προστίθενται για να μειώσουν τη βλάβη από παγετό. Βοηθούν το νερό να αποφύγει τον σχηματισμό κρυστάλλων. Υποστηρίζουν επίσης τη βιτρικοποίηση. Η σακχαρόζη, το γλυκερόλη και το διμεθυλοθειοξείδιο είναι παραδείγματα που χρησιμοποιούνται στην κρυοβιολογία. Δεν αφαιρούν τον κίνδυνο. Τον μειώνουν. Φέρνουν επίσης τα δικά τους όρια, επειδή οι υψηλές συγκεντρώσεις μπορούν να στρεσάρουν τα κύτταρα με άλλους τρόπους.
Άρα το πρόβλημα δεν είναι μόνο ο πάγος. Είναι επίσης το τίμημα της καταπολέμησης του πάγου.
Αυτό έχει σημασία για την κρυονική επειδή το ανθρώπινο σώμα δεν είναι ένα απλό δείγμα κυττάρου. Είναι ένα στρωματώδες σύστημα ιστών, αγγείων, μεμβρανών και συνδέσεων. Ο εγκέφαλος είναι ιδιαίτερα ευαίσθητος επειδή η μνήμη και η ταυτότητα εξαρτώνται από λεπτή δομή. Αν ο πάγος καταστρέψει μεμβράνες ή μετακινήσει πρωτεΐνες, το ερώτημα γίνεται αν παραμένει αρκετή χρήσιμη δομή για μελλοντική επισκευή.
Εκεί είναι όπου ανήκει η ειλικρινής αβεβαιότητα. Δεν υπάρχει ασθενής κρυονικής που έχει αναζωογονηθεί. Άρα κανείς δεν μπορεί να ισχυριστεί, με στοιχεία, ότι οι σημερινές μέθοδοι συντήρησης επαναφέρουν ένα άτομο. Αυτό που μπορεί να ειπωθεί είναι πιο στενό. Μερικές μορφές κυτταρικής και ιστικής συντήρησης μπορούν να κρατήσουν τη δομή εκπληκτικά καλά. Μερικές μπορούν να κρατήσουν μέρη των μεμβρανών και των πρωτεϊνών λειτουργικά μετά την απόψυξη. Αυτό είναι πραγματικό. Είναι επίσης όχι το ίδιο με την απόδειξη της αναζωογόνησης ολόκληρου του σώματος.
Ένα μικρό παράδειγμα βοηθά. Φανταστείτε μια συναπτική σύνδεση στον εγκέφαλο, το μικρό άνοιγμα όπου ένας νευρώνας μιλάει σε έναν άλλο. Αν ο παγετός αφαιρέσει κάποιες πρωτεΐνες υποδοχεί από αυτήν την περιοχή, η αλυσίδα σημάτων εξασθενεί. Αν μόνο παραμορφώσει τη μεμβράνη για κάποιο χρόνο, κάποια από αυτή τη λειτουργία μπορεί να επιστρέψει κατά τη θέρμανση. Αν η μεμβράνη σκιστεί πολύ μακριά, η αρχική κατάσταση μπορεί να είναι πιο δύσκολο να ανακτηθεί. Η διαφορά μεταξύ αυτών των περιπτώσεων είναι τεράστια, παρόλο που και οι τρεις ξεκινούν με το ίδιο κρύο.
Αυτός είναι ο λόγος που η συζήτηση για την κρυονική συχνά στρέφεται από «Μπορεί ο πάγος να καταστρέψει κύτταρα;» στο «Πόση δομή έχει μείνει μετά τη συντήρηση;» Αυτό είναι το πραγματικό ζήτημα. Ένα συντηρημένο σώμα δεν κρίνεται μόνο από το αν το νερό πάγωσε. Κρίνεται από το αν η σημαντική διάταξη των κυττάρων, των μεμβρανών και των σημάτων χάθηκε beyond επισκευή.
Υπάρχει επίσης ένα βαθύτερο μάθημα εδώ. Η βλάβη από πάγο δεν είναι μια ενιαία απόφαση. Είναι ένα μεταβλητό πρόβλημα. Ορισμένες δομές είναι πιο εύθραυστες από άλλες. Ορισμένες συνθήκες παγετού είναι πολύ χειρότερες από άλλες. Ορισμένες βλάβες μπορεί να είναι αναστρέψιμες στην αρχή, ειδικά αν τα μελλοντικά εργαλεία επισκευής γίνουν πολύ ακριβή. Αλλά αυτό είναι ακόμα μια δυνατότητα, όχι μια υπόσχεση.
Για αναγνώστες που διαχωρίζουν την ελπίδα από την επιθυμητή σκέψη, αυτή η διάκριση έχει σημασία. Η κρυοσυντήρηση μπορεί να γίνει κατανοητή ως μια προσπάθεια να κρατηθεί η δομή όταν η βιολογία δεν μπορεί πλέον να κάνει τη δουλειά. Ο κίνδυνος είναι πραγματικός. Τα όρια είναι πραγματικά. Ο λόγος που οι άνθρωποι κοιτάζουν ακόμα στον χώρο είναι επίσης πραγματικός. Η μελλοντική επισκευή θα χρειαζόταν να βρει αρκετή συντηρημένη τάξη για να εργαστεί από αυτήν. Χωρίς αυτό, υπάρχει πολύ λίγα για να ανακτηθούν.
Άρα η καθαρή απάντηση είναι αυτή: η κρυοσυντήρηση μπορεί να προκαλέσει βλάβες από πάγο στα κύτταρα επειδή ο παγετός τραβάει νερό έξω από τα κύτταρα, παραμορφώνει μεμβράνες και μπορεί να σπάσει τη δομή που τα κύτταρα χρειάζονται για να λειτουργήσουν. Η βιτρικοποίηση προσπαθεί να αποφύγει αυτή τη βλάβη αποτρέποντας τους κρυστάλλους πάγου, αλλά εξαρτάται από ακριβείς συνθήκες και δεν εξαλείφει την αβεβαιότητα.
Αυτό που μπορείτε να κατανοήσετε τώρα είναι το βασικό ζήτημα πίσω από τη φράση «βλάβη από πάγο». Δεν είναι μόνο παγωμένο νερό. Είναι η απώλεια του σχήματος, της ισορροπίας και της μοριακής τάξης μέσα στο κύτταρο. Μόλις αυτό είναι ξεκάθαρο, το ερώτημα της κρυονικής γίνεται πιο εύκολο να διατυπωθεί ειλικρινά. Η πρόκληση δεν είναι αν το κρύο είναι ακίνδυνο. Η πρόκληση είναι αν αρκετή λεπτή δομή μπορεί να διατηρηθεί ώστε η μελλοντική επισκευή να έχει σημασία.
Αυτό είναι ο τύπος της ερώτησης που The Longer Horizon χτίστηκε να κρατάει. Μια καθαρή ερώτηση, αντιμετωπισμένη χωρίς βιασύνη, και με την ελπίδα κρατημένη μέσα στην αλήθεια.
Article by Lea Varga ·