Cryonics Questions and Choices
Amorfisen tilan stabiilisuus riippuu jäähdytysnopeudesta
Mikä saa säilytetyn näytteen pysyä lasimaisena sen sijaan, että se muuttuisi jääksi?
Tämä on amorfisen stabiiliuden taustalla oleva oikea kysymys. Kryoniikassa sillä on merkitystä, koska lasimainen tila voi pitää rakenteen paikoillaan paljon paremmin kuin jääkiteet. Mutta tämä tila on hauras. Se riippaa siitä, kuinka nopeasti materiaali jäähdytetään, mitä se sisältää ja kuinka tarkasti lämpötilaa hallitaan.
Amorfinen tila tarkoittaa, että vesi ja liuennut aineet eivät asettuneet kiteisiin. Sen sijaan ne jäättyvät epäjärjestyneeksi kiintoaineeksi. Ajattele hunajaa, joka on jätetty kylmään huoneeseen. Se voi kovettua muodostamatta siistejä kiteitä. Yksinkertainen sokeriliuos voi tehdä saman asian. Tieteessä tätä kutsutaan vitrifikaatioksi, kun jäähdytetty neste muuttuu lasimaiseksi.
Jäähdytysnopeus on ensimmäinen avain. Jos jäähdytys on liian hidasta, vesimolekyyleillä on aikaa järjestäytyä ja muodostaa jäätä. Jos jäähdytys on tarpeeksi nopeaa, ne menettävät tämän mahdollisuuden. Ne jäävät paikoilleen ennen kuin kiteet kasvavat. Siksi sama liuos voi käyttäytyä kahdella hyvin eri tavalla riippuen jäähdytyksen tahdista.
Tämä ei ole pieni yksityiskohta. Se on ero lukittuun rakenteeseen ja rakenteeseen, joka repii rikki kiteiden kasvu. Kryoniikassa tavoitteena on säilyttää biologinen hienorakenne mahdollisimman uskollisesti sen jälkeen, kun laillinen kuolema on todettu. Jää on huono apuri tässä tehtävässä. Se voi laajeta ja vääristää herkkää kudosta. Lasimainen tila välttää suurimman osan tästä vauriosta.
Mutta pelkkä nopeus ei ratkaise kaikkea. Näyte, joka jäähdytetään nopeasti, voi epäonnistua, jos liuos ei sovellu vitrifikaatioon. Kryosuoja-aineita lisätään vähentämään jään muodostumisen riskiä. Nämä ovat kemikaaleja kuten dimetyylisulfoksidia, etyleeniglykoliä ja muita aineita, joita käytetään eri seoksissa. Ne auttavat, mutta tuovat myös omat ongelmansa, mukaan lukien myrkyllisyys ja solujen stressi.
Tämän vuoksi kryobiologia on panostanut niin paljon sekä ongelman fyysiselle että biologiselle puolelle. Toisaalta on fyysinen: miten pidämme näytteen amorfinena? Toisaalta on biologinen: miten vältäme kudoksen vahingoittamista tehdessämme näin? Nämä kaksi tavoitetta vetävät vastakkain. Vahvempi seos voi auttaa estämään jään muodostumisen, mutta se voi myös vahingoittaa soluja. Hellävaraisempi seos voi olla turvallisempi, mutta se ei ehkä pidä lasitilaa yhtä hyvin.
Käytännön kysymys ei ole siitä, kuulostaako vitrifikaatio elegantilta. Se on siitä, voidaanko kudosta jäähdyttää tavalla, joka aiheuttaa vähemmän vaurioita kuin jään tekeminen. Tämä on kapea ja vaativa tavoite. Siksi varautuminen, vakauttaminen, kuljetus ja perfuusio ovat niin tärkeitä kryoniikkakäytännössä. Prosessi ei ole yksi dramaattinen vaihe. Se on ketju. Jokainen lenkki vaikuttaa siihen, kuinka nopeasti lämpötila laskee ja kuinka kudos reagoi matkan varrella.
Yksinkertainen esimerkki tekee tämän helpommin hahmotettavaksi. Kuvittele purkki sokerivettä pakastimeen. Jos se jäähtyy hitaasti, kiteitä muodostuu reunoille ja leviää sisäänpäin. Jos se jäähtyy tarpeeksi nopeasti ja jos seos on tarpeeksi vahva, sisältö voi kovettua läpinäkyväksi lasimaiseksi massaksi. Nyt kuvittele, että tuo purkki ei ole sokerivettä, vaan haurasta kudosta verisuonten ja solukalvojen kanssa. Osingot nousevat paljon korkeammalle ja virheen sallittu marginaali pienenee huomattavasti.
Tämän vuoksi tutkijat ovat myös tutkineet elinten perfuusiota, verisuonistoja ja jäähdytysvaurioita. Joissakin eläin- ja elintutkimuksissa parempi säilyminen on liittynyt tarkempaan liuoksen ja jäähdytysprosessin hallintaan. Nämä tulokset eivät ole todisteita ihmisten herättämisestä. Ne ovat laboratoriomerkkejä siitä, että rakenne voidaan joskus suojata enemmän kuin vanhemmat menetelmät salliivat. Se on hyödyllistä, mutta se ei ole lupaus.
Termi “stabiilisuus” voi kuulostaa vakaammalta kuin se on. Tässä kontekstissa se tarkoittaa, että amorfinen tila vastustaa muutosta jonkin aikaa. Se ei tarkoita pysyvää turvallisuutta. Lämmitys voi kumota tilan, jos sitä tehdään huonosti. Epätasaiset lämpötilat voivat myös aiheuttaa ongelmia. Näyte voi näyttää stabiililta hetkellä, mutta olla silti haavoittuva halkeamiselle, devitrifikaatiolle tai muulle vauriolle myöhemmin.
Siellä rehellisyys on tärkeää. Kryoniikka ei ole todistettu tapa säilyttää ihminen ikuisesti. Se on vakava yritys antaa tulevaisuuden lääketieteelle jotain, mihin työskennellä. Kysymys amorfisen stabiiliuden takana on, selvitäänkö nykyisistä rajoista tarpeeksi rakennetta siten, että myöhempi korjaus, jos siitä koskaan tulee mahdollista, saa mahdollisuuden. Se on mahdollisuus, ei takuu.
Pidän tätä erottelua arvona pitää mielessä. Toivo on rehellisempää, kun se tietää, mitä se ei tiedä. Kryoniikassa jäähdytysnopeus on yksi niistä kovista faktoista, jotka erottavat fantasian menettelystä. Liian hidas, ja kiteet voittavat. Tarpeeksi nopea, ja oikealla seoksella kudos voi astua lasimaiseen tilaan, joka pitää rakenteen paremmin paikoillaan.
Joten tämä oppi päättyy yksinkertaiseen ideaan. Amorfisen tilan stabiilisuus riippuu jäähdytysnopeudesta, koska jäähdytys antaa molekyyleille joko aikaa järjestäytyä jääksi tai ei lainkaan aikaa. Kun tämä on selvä, loput vitrifikaatiosta järjestynee paremmin: kemikaalit, kuljetus, lämpötilan hallinta ja pyrkimys vähentää vaurioita palvelevat kaikki samaa kapeaa tavoitetta.
Lukija voi nyt nähdä, miksi jäähdytys ei ole tekninen sivuhuomautus kryoniikassa. Se on yksi pääsyistä siihen, miksi säilytetty näyte voi pysyä lasimaisena tai epäonnistua jääksi. Tämä ero on ongelman ydin ja toivon ydin.
The Longer Horizon on paikka, jossa tämän tyyppiset kysymykset pysyvät näkyvissä, ilman että esitetään, että kovalla kysymyksellä olisi helppo vastaus.
Article by Lea Varga ·