Кажете на вечеря, че работите в областта на крионика, и почти без изключение първата реакция ще бъде някакъв вариант на въпроса: „Значи замразявате хора?“ Това е най-разпространената представа за тази област и тя е погрешна по начин, който има значение. Крионика не замразява хора. Замразяването всъщност е едно от най-лошите неща, които могат да се случат на мозък, който се опитвате да съхраните. Процесът, който действително се използва, се нарича витрификация, и разликата между двете е разликата между разбиване на структура и внимателното ѝ поставяне в стъкло.
За да разберем защо тази разлика е решаваща, трябва да разгледаме как студът влияе на водата. Човешкото тяло се състои предимно от вода, а мозъкът съдържа около 73% вода, именно тя е в основата на проблема.
Какво всъщност причинява замразяването
Водата има свойство, което е особено неблагоприятно при криосъхранение: при замръзване тя се разширява. Когато течната вода се охлади до 0 °C, молекулите ѝ се забавят и се подреждат в твърда кристална решетка, която заема около 9% повече обем от течността. Именно затова забравена бутилка се пука във фризера. Затова и замразяването е толкова разрушително за живата тъкан.
Когато замръзва по-голям обем тъкан, по-голямата част от леда се образува между клетките, а не в тях. Това води едновременно до два вредни процеса. От една страна, растящият лед притиска клетките във все по-тесни пространства и деформира тъканта около тях. От друга страна, когато водата кристализира, разтворените в нея соли и други вещества се концентрират в намаляващите обеми от останала течност, докато средата стане токсична. Така едновременно настъпват механично увреждане и химична токсичност.
Резултатът е познат в по-малък мащаб. Ако замразите ягода и после я размразите, тя става омекнала и безформена, защото ледените кристали са разкъсали клетъчните ѝ стени и структурата вече не може да се задържи. Представете си същите поражения в единствения орган, при който структурата е от решаващо значение. В мозъка паметта и личността зависят от изключително сложната организация на нервните връзки, описана в паметта, идентичността и мозъкът, Увреждането им от ледени кристали е именно това, което трябва да се избегне.
Витрификация: твърдо състояние без лед
Витрификацията е начинът да се избегне този проблем. Думата произлиза от латинското vitrum, стъкло, и именно това се получава при нея. Витрифицираното вещество е твърдо и много студено, но никога не кристализира. Молекулите му се забавят, но остават заключени в неорганизирано разположение, подобно на това в течност, така че няма кристали, няма разширение, няма остри ръбове, нищо, което да разкъсва тъканта. Структурата се запазва точно каквато е била, замразена във времето, а не в лед.
За витрификацията на човешко тяло е необходима специална химична обработка. По-голямата част от водата в тялото се заменя с криопротектори, вещества с действие, подобно на медицински антифриз, чрез процес, наречен перфузия. Тези вещества понижават температурата, при която останалата течност би кристализирала, и ѝ позволяват вместо това да премине в стъкловидно състояние. Тялото се втвърдява, докато се охлажда през температурата на стъкловиден преход, приблизително между -120 °C и -130 °C, и от този момент нататък то е витрифицирано: биологично спряно, структурно запазено, всички химични процеси на разпад забавени почти до пълно спиране.
Как изглежда витрификацията на практика
Това не е еднократно потапяне в студена среда. Това е внимателна поетапна медицинска процедура, която започва в мига, в който трябва. След законното обявяване на смъртта всяка минута струва структурна цялост, затова първата задача е скоростта, надпреварата с клетъчния разпад, около който е организирана цялата тази област. Екипът за спешна реакция работи, за да стабилизира пациента, да възстанови кръвообращението и да започне бързо охлаждане, като същевременно поддържа тялото над точката на замръзване, за да не се образува лед, преди да бъдат въведени защитните вещества.
Следва перфузията: разтворът с криопротектори се въвежда в кръвообращението с постепенно повишаване на концентрацията, като постепенно замества водата в тялото, докато температурата се понижава. Едва след като тъканта е напълно наситена, пациентът се охлажда до края на пътя, достигайки в крайна сметка -196 °C за дългосрочно съхранение в съд на дюар. Всяка стъпка съществува, за да удържи едно обещание: стъкло, а не лед.
Затова, когато някой попита дали криониката „замразява мъртви хора“, точният отговор е ясен. Не. Правим точно обратното на замразяването, нарочно, защото замразяването би унищожило именно това, което се опитваме да съхраним.
Накратко: замразяването образува ледени кристали, които увреждат тъканите. При витрификацията се използват криопротектори и контролирано охлаждане, за да се постигне стъкловидно състояние с минимално образуване на лед.
Разгледайте този практически инструмент
Използвайте интерактивния инструмент, за да разгледате въпроса в тази статия.
Зареждане на интерактивния инструмент...
За допълнително четене