Какво е исхемия и как влияе на криопрезервацията

Най-трудното в криониката не е дълбокият студ накрая, а няколкото часа в началото. Този враг има име: исхемия. Затова сериозният доставчик на крионични услуги прилича по-скоро на служба за спешна медицинска помощ, отколкото на компания за съхранение. Когато разберем какво е исхемия, става ясно защо скоростта е решаваща и защо надпреварата с клетъчния разпад започва в мига, в който сърцето спре.

Какво е исхемията

Клетките работят с кислород. Чрез него те превръщат хранителните вещества в използваема енергия чрез клетъчното дишане, непрекъснат процес, който поддържа тъканите живи. Исхемията е прекъсване или силно ограничаване на кръвотока. Последицата не е само недостиг на кислород: глюкозата също не достига до тъканите, отпадните вещества не се отвеждат, а клетките преминават към неефективен авариен метаболизъм, който осигурява само част от необходимата енергия и води до натрупване на токсични странични продукти. Ако недостигът на кислород продължи достатъчно дълго, клетката вече не може да поддържа работата на йонните помпи, които пазят вътрешния й химичен баланс. В нея навлиза калций, тя се подува и започва да се разрушава.

В клиничната медицина исхемията е причината исхемичният инсулт и инфарктът да са толкова опасни: тъканите, кръвоснабдявани от запушения съд, започват да загиват в рамките на минути. В криониката тече същият часовник, а тъканта, която ни интересува най-много, е мозъкът.

Защо исхемията е най-големият враг на криониката

Нека припомним основната теза от статията „Памет, идентичност и мозъкът“: личността е свързана със структурата на мозъка и с точната организация на неговите невронни връзки. Исхемията напада именно тази структура. С всяка минута без кислород след настъпването на юридическата смърт деликатните връзки, в които се съхраняват паметта и личността, се увреждат все повече. Увреждането не е абстрактно понятие. То представлява постепенно разрушаване на информацията, която криопрезервацията цели да съхрани.

Това определя основната цел на първата фаза от процедурата. Криопрезервацията не може да започне преди настъпването на юридическата смърт, но качеството й зависи до голяма степен от натрупаното исхемично увреждане между този момент и момента, в който мозъкът бъде охладен и защитен. Свеждането на този интервал до минимум е най-важната задача на екипа за незабавна намеса.

Как процедурата се бори с времето

Точно затова Tomorrow.bio поддържа обучени екипи за незабавна намеса, стабилизация и транспорт (SST), вместо да третира съхранението като нещо, което започва в самото съоръжение за дългосрочно съхранение. Веднага след обявяването на юридическата смърт екипът предприема няколко действия едновременно, за да ограничи уврежданията, които исхемията вече е започнала да причинява:

• Възобновяване на кръвообращението. Механично устройство за гръдни компресии поддържа кръвообращението, така че кислородът и медикаментите да достигат до тъканите, вместо да остават в кръвоносната система без ефективно разпределение.
• Бързо охлаждане. Пациентът се поставя в ледена баня и телесната му температура се понижава бързо. Студът забавя метаболизма, като приблизително го намалява наполовина при всеки спад от 10°C. По-ниската метаболитна активност изисква по-малко кислород и ограничава увреждането. Тялото се поддържа над температурата на замръзване, за да не се образуват ледени кристали, преди да бъдат въведени криопротектантите.
• Медикаментозно въздействие. Прилагат се лекарства, които намаляват метаболитните нужди на мозъка, предпазват от съсирване на кръвта, подпомагат кръвообращението по време на механичната кардиопулмонална ресусцитация и ограничават щетите от свободни радикали и възпаление. В съчетание тези мерки ограничават каскадата от исхемични увреждания.

Едва след тази стабилизация започва перфузията с криопротектанти, а дълбокото охлаждане до -196°C започва, след като тъканите бъдат защитени. Рискът от исхемично увреждане намалява съществено едва след витрификацията, когато метаболитните процеси, а с тях и нуждата на клетките от кислород, практически се преустановяват. Тялото трябва да бъде витрифицирано, защото само тогава метаболизмът, а с него и нуждата на клетките от кислород, действително спира.

Топла исхемия, студена исхемия и защо времето за реакция решава всичко

Не всяка исхемия е еднаква. Топлата исхемия е лишаване от кислород при телесна температура. Тя е особено разрушителна, защото тъканите остават метаболитно активни и уврежданията се натрупват бързо. Студената исхемия също представлява недостиг на кислород, но в вече охладени тъкани. Тя е по-малко увреждаща, защото студът забавя метаболитните и други вредни биохимични процеси. Целта на ранния етап от процедурата е възможно най-бързо да се премине от топла към студена исхемия, като тялото бъде охладено, преди да се натрупа прекомерно увреждане от топлата исхемия.

Това е и най-ясният аргумент в полза на собствен екип за незабавна намеса. Доставчик, който разчита на външни екипи да достигнат до пациента, може да допусне продължителен период на топла исхемия. Според специалисти в областта предаването на пациента на неподготвени местни служби може да доведе до много часове студена исхемия, предшествани от тежка топла исхемия. Затова е необходим специализиран екип в постоянна готовност, който да съкрати този период. Границата между обратимо увреждане и необратимо разрушаване не е толкова ясна, колкото се е смятало в миналото. Изследванията върху клетъчното възстановяване след продължителна топла исхемия показват, че част от уврежданията, смятани доскоро за окончателни, може да се окажат възстановими в по-голяма степен, отколкото се е приемало. Най-ясният пример е OrganEx на Йейл. През 2022 г. тази перфузионна система е възстановила кръвообращението и клетъчни функции в цели тела на прасета един час след спиране на сърцето. Предшественикът й от 2019 г., BrainEx, е постигнал сходен резултат при изолирани свински мозъци четири часа след смъртта. Нито една от двете системи не е възстановила нещо, което да наподобява съзнание. И двете обаче поставят под съмнение предположението, че след няколко часа топла исхемия не остава нищо, което би могло да бъде възстановено.

Почти всичко при изграждането на сериозен доставчик, от готовността 24/7 и скоростта на реакция до протоколите за незабавна намеса и стабилизация, произтича от този основен факт. Ако ограничите исхемията навреме, запазвате структурата. Ако този прозорец бъде пропуснат, никакво количество течен азот впоследствие не може да възстанови онова, което е било загубено през първите минути.

Допълнително четиво

• Какво е SST и защо е важно
• Надпреварата с клетъчния разпад
• Медицинският антифриз (криопротектанти)
• Защо съживяването засега е невъзможно?