Spuneți-i cuiva la o cină că lucrați în criopreservare și primul lucru pe care îl veți auzi, aproape sigur, este o variantă a întrebării: „Deci congelați oameni?” Este cea mai răspândită idee greșită despre acest domeniu, iar eroarea are consecințe importante. Criopreservarea nu presupune congelarea oamenilor. De fapt, înghețarea este printre cele mai nocive lucruri care i se pot face unui creier pe care încercați să îl conservați. Procesul folosit în realitate se numește vitrificare, iar diferența față de înghețare este aceea dintre distrugerea unei structuri și conservarea ei într-o stare vitroasă.
Pentru a înțelege de ce această distincție este esențială, trebuie să vedem cum se comportă apa la temperaturi scăzute. Corpul uman este alcătuit în mare parte din apă, iar creierul conține aproximativ 73% apă din greutate, ceea ce face ca apa să fie problema centrală.
Ce face de fapt înghețarea
Apa are o proprietate importantă în acest context: se dilată atunci când îngheață. Când apa lichidă ajunge la 0 °C, moleculele sale se organizează într-o rețea cristalină rigidă, care ocupă cu aproximativ 9% mai mult spațiu decât apa lichidă. De aceea plesnește o sticlă uitată în congelator. Din același motiv, înghețarea este atât de distructivă pentru țesutul viu.
Când un țesut voluminos îngheață, cea mai mare parte a gheții se formează în spațiile dintre celule, nu în interiorul acestora, iar efectele nocive sunt de două tipuri. Gheața care se formează comprimă celulele în spații tot mai mici și deformează țesutul din jurul lor. În același timp, pe măsură ce apa pură formează gheață, sărurile și celelalte substanțe dizolvate se concentrează în mici zone de lichid rămase între cristale, unde pot atinge niveluri toxice. Rezultatul este o combinație de afectare mecanică și toxicitate chimică.
Ați văzut deja rezultatul la scară mică. Dacă înghețați o căpșună și apoi o decongelați, aceasta devine moale și fleșcăită, deoarece cristalele de gheață îi deteriorează pereții celulari, iar țesutul nu își mai păstrează forma. Imaginați-vă aceeași deteriorare la nivelul creierului, un organ a cărui funcționare depinde de organizarea extrem de precisă a țesutului, unde structura este esența. În creier, memoria și identitatea depind de circuite neuronale extrem de precise descrise în memorie, identitate și creier, iar deteriorarea produsă de cristalele de gheață este tocmai efectul care trebuie evitat.
Vitrificarea: solidă fără gheață
Vitrificarea este soluția. Termenul provine din latinescul vitrum, „sticlă”, deoarece procesul aduce materialul într-o stare asemănătoare sticlei. O substanță vitrificată este solidă și foarte rece, însă nu formează cristale de gheață. Moleculele își păstrează o dispunere dezordonată, asemănătoare celei din starea lichidă. Astfel, nu se formează cristale, nu apare dilatarea asociată înghețării și țesutul nu este lezat de muchii cristaline. Structura este conservată fără a fi distrusă de formarea gheții.
Pentru ca un corp uman să fie vitrificat, nu înghețat, este necesară utilizarea unor substanțe specifice. O parte importantă din apa organismului este înlocuită treptat cu agenți crioprotectori, substanțe cu rol asemănător antigelului, printr-un proces numit perfuzie. Acești agenți reduc tendința lichidului rămas de a cristaliza și favorizează trecerea lui în starea vitroasă. Pe măsură ce corpul trece prin temperatura de tranziție către starea vitroasă, undeva în jurul valorii de -120 °C până la -130 °C, el se solidifică fără a forma gheață. Din acel moment, este vitrificat, cu structura păstrată și cu procesele chimice de degradare încetinite aproape complet.
Cum se desfășoară vitrificarea în practică
Nu este vorba despre o simplă scufundare într-un mediu rece. Este o procedură medicală desfășurată în etape, care trebuie începută cât mai repede după declararea decesului legal. După declararea decesului legal, fiecare minut poate afecta conservarea structurii. De aceea, rapiditatea intervenției este esențială pentru limitarea degradării celulare, cursa contra degradării celulare în jurul căreia este organizat întregul domeniu. O echipă de intervenție rapidă urmărește stabilizarea pacientului, reluarea circulației artificiale și inițierea răcirii, menținând corpul peste punctul de îngheț pentru a preveni formarea gheții înainte de administrarea agenților de protecție.
Urmează perfuzia: agenții crioprotectori sunt introduși în circulație în concentrații crescute treptat, în timp ce temperatura scade și apa din organism este înlocuită progresiv. Abia după ce țesuturile au fost saturate cu crioprotectori, pacientul este răcit treptat până la -196 °C, pentru stocarea pe termen lung într-un vas Dewar. Fiecare etapă are același scop: obținerea unei stări vitroase, fără formarea gheții.
Data viitoare când cineva vă va întreba dacă „congelați oameni morți”, răspunsul poate fi formulat precis. Nu. Se urmărește evitarea înghețării, deoarece aceasta ar putea distruge tocmai structurile pe care procedura încearcă să le conserve.
Rezumat: Înghețarea formează cristale de gheață care deteriorează țesutul. Vitrificarea utilizează crioprotectori și răcire controlată pentru a obține o stare vitroasă și pentru a evita, pe cât posibil, formarea gheții.
Explorați acest instrument practic
Folosiți instrumentul interactiv pentru a explora întrebarea din acest articol.
Se încarcă instrumentul interactiv...
Lecturi suplimentare