Cryonics Questions and Choices
Toxicitatea agenților crioprotectori este unul dintre adevărurile nescrisă ale crioconservării. Aceleași substanțe chimice care ajută la prevenirea formării gheții pot, de asemenea, să rănească celulele dacă doza, momentul administrării sau temperatura sunt incorecte.
Aceasta este problema pe care această lecțiune o abordează. Cum poate o substanță menită să protejeze celulele în timpul congelării să le și dăuneze?
Răspunsul scurt este simplu. Agenții crioprotectori sunt utili, dar nu sunt gratuități. Celulele se confruntă cu stres din două direcții simultan. Gheața poate distruge structura, iar substanța chimică protectoră însăși poate perturba chimia internă a celulei.
Un agent crioprotector este o substanță adăugată înainte de răcire. Rolul său este de a reduce șansa ca apa din interiorul și în jurul celulelor să formeze cristale de gheață. În termeni simpli, el ajută apa să se comporte într-un mod mai puțin periculos în timpul congelării.
Agenții crioprotectori comuni includ substanțe precum oxidul de dimetil (DMSO), glicerolul și glicolul etilenic. Fiecare dintre acestea poate fi util în anumite contexte. Fiecare dintre ele poate deveni, de asemenea, nociv dacă celulele sunt expuse prea mult timp sau la concentrații prea mari.
Acesta este sensul pe care oamenii de știință îl atribuiesc termenului „toxicitate” aici. Nu înseamnă otravă în sensul dramatic, cotidian al cuvântului. Înseamnă că substanța chimică începe să interfereze cu funcția normală a celulei. Membrana celulară poate fi supusă stresului. Proteinele se pot comporta anormal. Echilibrul apei se poate deplasa excesiv.
Celulele sunt fragile deoarece depind de echilibru. Membranele lor trebuie să rămână suficient de flexibile pentru a funcționa. Proteinele lor trebuie să își păstreze forma. Nivelurile interne de săruri și apă trebuie să rămână într-un interval îngust. Agenții crioprotectori pot tulbura acest echilibru.
Leziunile pot apărea în mai multe moduri. Unii agenți crioprotectori intră în celule și modifică modul în care se mișcă apa. Alții determină celula să piardă apă prea repede. Alții alterează chiar membrana celulară. Unii devin mai dăunători pe măsură ce timpul de expunere crește.
Temperatura contează, de asemenea. O substanță chimică poate fi mai puțin dăunătoare când este rece decât când este caldă. De aceea, crioconservarea și criobiologia acordă o atenție deosebită ratei de răcire, timpului de încărcare și ordinii în care fluidele sunt adăugate și eliminate. Detaliile contează deoarece celulele iartă puține erori.
Însuși procesul de congelare adaugă o altă problemă. Pe măsură ce gheața se formează în exteriorul celulei, lichidul rămas devine mai concentrat. Acest lucru extrage apa din celulă. Celula se confruntă atunci cu micșorarea, stresul osmotic și stresul chimic în același timp. Agenții crioprotectori ajută la reducerea gheții, dar pot contribui și ei la stresul chimic.
De aceea, conservarea nu este niciodată doar despre un singur fluid miraculos. Este vorba despre echilibru. Prea puțin agent crioprotector lasă celulele deschise către leziunile cauzate de gheață. Prea mult le poate răni prin toxicitate. Scopul este de a găsi punctul în care leziunea totală este cea mai scăzută.
Un exemplu simplu
Imaginați-vă o persoană care încearcă să împiedice un fruct să se congèle prost într-o cameră rece. Dacă fructul este lăsate nesupravegheat, cristalele de gheață îi pot distruge textura. Dacă este scufundat într-o baie de zahăr concentrat pentru prea mult timp, fructul se poate modifica și într-un mod negativ. Pasul protector ajută, dar doar în cantitatea potrivită și pentru timpul potrivit.
Celulele sunt, desigur, mai fragile decât fructele. Dar ideea este similară. Un agent protector poate reduce un fel de daună și poate crea alta dacă este folosit neglijent.
De aceea, cercetătorii studiază concentrația, viteza de răcire și timpul de expunere împreună. O metodă care pare bună în țesutul unui organ poate eșua în altul. O soluție care protejează un eșantion mic de celule nu ar putea proteja un organ mai mare. Biologia nu se scalează într-un mod ordonat.
În crioconservare, aceasta contează deoarece conservarea este despre mai mult decât depozitarea la rece. Începe cu pregătirea și stabilizarea după declararea morții legale. Apoi urmează transportul, răcirea și prepararea chimică. Dacă chimia protectoră este deficitară, depozitarea ulterioară la rece nu poate anula acea leziune timpurie.
Acest lucru nu înseamnă că problema este fără speranță. Înseamnă că problema este reală. Toxicitatea agenților crioprotectori este unul dintre motivele centrale pentru care crioconservarea rămâne un domeniu de compromisuri atentă, nu o serie simplă de povești de succes.
Istoricul cercetării a arătat de mult timp această tensiune. Unele țesuturi supraviețuiesc mai bine atunci când chimia este ajustată corect. Altele prezintă mai puține leziuni cu un proces mai lent sau mai atent. Unele studii pe animale și organe au oferit lecții utile, dar nu sunt dovada reanimării umane. Ele sunt dovezi că celulele și țesuturile pot fi uneori protejate mai bine decât înainte.
Această distincție contează. O celulă sau un organ conservat nu este o persoană conservată. Un rezultat de laborator nu este o promisiune. Este o piesă din hartă, iar harta este încă incompletă.
Pentru cititorii care gândesc crioconservarea ca o alegere orientată spre viitor, aceasta este una dintre cele mai clare lecții. Întrebarea nu este dacă agenții crioprotectori sunt buni sau răi. Întrebarea este cât de multă daună previn, cât de multă daună adaugă și cât de multă reparare viitoare ar putea fi posibilă într-o zi.
Aceasta este o întrebare sobrie. Este, de asemenea, una utilă. Menține atenția asupra realității în loc de speranțele iluzorii.
Ce se poate înțelege acum ceea ce nu era clar la început? Agenții crioprotectori nu sunt scuturi magice. Sunt instrumente care luptă cu gheața acceptând un anumit risc chimic. Odată ce acest aspect este înțeles, crioconservarea devine mai ușor de evaluat onest.
O parte clară a „Orizontului Mai Lung” este aceasta: speranța este mai onestă atunci când poate numi atât leziunea, cât și posibilitatea.
Article by Lea Varga ·