Cryonics Questions and Choices
Toxiciteit van cryoprotectiva is een van de harde feiten in cryonics. Dezelfde chemicaliën die helpen ijsvorming te voorkomen, kunnen cellen ook beschadigen als de dosis, het tijdstip of de temperatuur verkeerd is.
Dat is het probleem dat deze les behandelt. Hoe kan een stof die bedoeld is om cellen te beschermen tijdens het vriezen, ze toch beschadigen?
Het korte antwoord is eenvoudig. Cryoprotectiva zijn nuttig, maar ze komen niet zonder risico. Cellen worden tegelijkertijd uit twee richtingen onder druk gezet. Ijs kan structuur uiteenscheuren, en het beschermende chemicalium zelf kan de eigen chemie van de cel verstoren.
Een cryoprotectivum is een stof die wordt toegevoegd voordat er afkoeling plaatsvindt. Het doel is om de kans te verkleinen dat water binnen en rondom cellen ijskristallen vormt. In gewone termen helpt het ervoor te zorgen dat water zich minder gevaarlijk gedraagt tijdens het vriezen.
Gangbare cryoprotectiva zijn stoffen zoals dimethylsulfoxide, glycerol en ethyleenglycol. Elke stof kan in bepaalde situaties helpen. Elke stof kan ook schadelijk worden als cellen te lang of te hoge concentraties blootstaan.
Dit is wat wetenschappen bedoelen met toxiciteit in deze context. Het betekent niet dat het giftig is in de dramatische, alledaagse zin van het woord. Het betekent dat het chemicalium begint in te grijpen op normale cel functies. Het membraan kan onder spanning komen. Eiwitten kunnen abnormaal gaan functioneren. De waterbalans kan te ver verschuiven.
Cellen zijn kwetsbaar omdat ze afhankelijk zijn van balans. Hun membranen moeten flexibel genoeg blijven om te werken. Hun eiwitten moeten hun vorm behouden. Hun interne zout- en waterpeil moet binnen een smal bereik blijven. Cryoprotectiva kunnen die balans verstoren.
De schade kan op verschillende manieren ontstaan. Sommige cryoprotectiva dringen cellen binnen en veranderen de manier waarop water beweegt. Sommige laten de cel te snel water verliezen. Sommige veranderen het celmembraan zelf. Sommige worden schadelijker naarmate de blootstellingsduur toeneemt.
Temperatuur maakt ook uit. Een chemicalium kan minder schadelijk zijn bij kou dan bij warmte. Daarom besteden cryonics en cryobiologie veel aandacht aan de koelsnelheid, de laadtijd en de volgorde waarin vloeistoffen worden toegevoegd en verwijderd. De details zijn belangrijk omdat cellen weinig fouten vergeven.
Het vriezen zelf voegt nog een probleem toe. Naarmate ijs zich buiten de cel vormt, wordt de resterende vloeistof geconcentreerder. Dat zuigt water uit de cel. De cel staat dan voor krimp, zoutstress en chemische stress tegelijk. Cryoprotectiva helpen ijsvorming te verminderen, maar kunnen ook bijdragen aan de chemische stress.
Daarom gaat conservering nooit alleen over één wondermiddel. Het gaat om balans. Te weinig cryoprotectivum laat cellen openstaan voor ijsbeschadiging. Te veel kan hen door toxiciteit verwonden. Het doel is om het punt te vinden waar de totale schade het laagst is.
Een klein voorbeeld
Stel je een persoon voor die probeert te voorkomen dat een vrucht slecht bevriest in een koude kamer. Als de vrucht met rust wordt gelaten, kunnen ijskristallen de textuur ruïneren. Als hij te lang in een sterke suikerbad wordt gedoopt, kan de vrucht ook op een slechte manier veranderen. De beschermende stap helpt, maar alleen in de juiste hoeveelheid en voor de juiste tijd.
Cellen zijn uiteraard kwetsbaarder dan fruit. Maar het idee is vergelijkbaar. Een beschermend middel kan één soort schade verminderen en een andere veroorzaken als het onzorgvuldig wordt gebruikt.
Daarom bestuderen onderzoekers concentratie, koelsnelheid en blootstellingsduur samen. Een methode die goed oogst in één weefsel kan falen in een ander. Een oplossing die een kleine celmonster beschermt, hoeft geen groter orgaan te beschermen. Biologie schaalt niet op een nette manier.
In cryonics doet dit ertoe omdat conservering meer is dan koude opslag. Het begint met standby en stabilisatie nadat wettelijke dood is verklaard. Dan komt transport, afkoeling en chemische voorbereiding. Als de beschermende chemie slecht is, kan latere koude opslag die eerdere schade niet ongedaan maken.
Dit betekent niet dat het probleem hopeloos is. Het betekent dat het probleem reëel is. Toxiciteit van cryoprotectiva is een van de centrale redenen waarom cryobewaring een vakgebied blijft van zorgvuldige afwegingen, geen eenvoudige succesverhalen.
Het onderzoeksarchief heeft deze spanning al lang getoond. Sommige weefsels overleven beter wanneer de chemie goed is afgestemd. Sommige tonen minder schade bij een langzamere of zorgvuldiger proces. Sommige dier- en orgaanstudies hebben bruikbare lessen geboden, maar ze zijn geen bewijs voor menselijke reanimatie. Ze zijn bewijs dat cellen en weefsels soms beter kunnen worden beschermd dan eerder.
Dat onderscheid doet ertoe. Een bewaarde cel of orgaan is geen bewaarde persoon. Een laboratoriumresultaat is geen belofte. Het is een stukje van de kaart, en de kaart is nog steeds onvolledig.
Voor lezers die cryonics zien als een keuze gericht op de toekomst, is dit een van de duidelijkste lessen. De vraag is niet of cryoprotectiva goed of slecht zijn. De vraag is hoeveel schade ze voorkomen, hoeveel schade ze toevoegen, en hoeveel toekomstige reparatie ooit mogelijk zou kunnen zijn.
Dat is een nuchtere vraag. Het is ook een nuttige. Het houdt de aandacht op de realiteit in plaats van wishful thinking.
Wat is nu begrijpelijk dat aan het begin niet helder was? Cryoprotectiva zijn geen magische schilden. Het zijn gereedschappen die ijs bestrijden door acceptatie van enig chemisch risico. Zodra dat duidelijk is, wordt cryonics eerlijker te beoordelen.
Een duidelijk onderdeel van The Longer Horizon is dit: hoop is eerlijker wanneer hij zowel de verwonding als de mogelijkheid kan benoemen.
Article by Lea Varga ·