Slovo kryonika může vyvolávat mylnou představu. Většině lidí se při něm vybaví zmrazení, tělo proměněné v led jako kus masa v mrazáku. Skutečný cíl je však složitější. Lépe jej vystihuje zdánlivě rozporné spojení: konzervace bez zmrazení. Umožňuje ji vitrifikace. Tento stručný přehled vysvětluje, co tento postup znamená, jaké má přínosy a jaké jsou jeho limity.
Jak se tělo dostane do sklovitého stavu
Vitrifikace je přechod kapaliny do pevného stavu bez vzniku krystalů. Název vychází z latinského slova vitrum, tedy sklo. Právě sklo je pro tento stav výstižným přirovnáním. Většina kapalin při chlazení krystalizuje. Za vhodných podmínek a při použití vhodných látek však může kapalina místo toho postupně houstnout, až ztuhne v pevnou neuspořádanou hmotu. Krystaly nevznikají. Molekuly si zachovávají uspořádání podobné kapalnému stavu, jejich pohyb je však výrazně omezen.
V kryokonzervaci může být rozdíl mezi vznikem ledových krystalů a jejich potlačením pro zachování mozkové struktury zásadní. Voda v buňkách se z velké části nahrazuje kryoprotektivními látkami a tkáň se ochlazuje pod teplotu skelného přechodu, zhruba mezi -120°C a -135°C, kdy přechází do sklovitého stavu. Výsledkem není tkáň zmrzlá v běžném smyslu tohoto slova. Je to tkáň ve sklovitém stavu, v němž se rozklad prakticky zastavil.
Co vitrifikace přináší
Dobře provedená vitrifikace dosahuje čtyř věcí najednou:
- Zabraňuje vzniku ledových krystalů, takže k mechanickému rozrušení tkáně, k němuž dochází při zmrazování, nedojde.
- Pomáhá zachovat buněčnou stavbu tkáně a zejména propojení neuronů v mozku.
- Výrazně zpomaluje chemické a biologické procesy, a tím i rozklad tkáně.
- Usiluje o co nejlepší zachování informační struktury tkáně, zejména mozku, tedy té části, která skutečně nese identitu člověka. Zda ji bude možné budoucími technologiemi opravit nebo obnovit, dnes nelze spolehlivě předvídat.
Právě zachování struktury je základní myšlenkou toho, co je biostáze: pokud se podaří uchovat podstatné uspořádání mozku, může zůstat zachována informace důležitá pro budoucí posouzení možností obnovy.
Co vitrifikace nedokáže
Tady je na místě upřímnost, ne nadšení. Vitrifikace nevrací život. Nezastavuje stárnutí a neléčí nemoc, která smrt způsobila. Sama o sobě nezaručuje, že bude někdo někdy oživen. Jejím cílem je co nejlépe uchovat fyzickou strukturu člověka, zejména mozku. Tím se alespoň teoreticky zachovává možnost, že budoucí technologie nabídnou postupy, které dnes neznáme. Jde o pokus uchovat tkáň pro budoucnost, aniž by bylo možné zaručit, že ji jednou půjde oživit. Oživení v současnosti není možné.
Další výsledek závisí na tom, zda je vitrifikace provedena správně. Pokud by ledové krystaly v prvních hodinách vážně poškodily strukturu mozku, mohla by se ztratit informace, kterou se kryokonzervace snaží zachovat. Vitrifikace má zabránit tomu, aby kryokonzervace vedla pouze k uchování silně poškozené tkáně. Proto stojí v centru toho, jak moderní kryokonzervace ve skutečnosti probíhá.
Kdy je lepší volbou fixace
Úspěch vitrifikace závisí na tom, zda se kryoprotektivní látky dostanou rovnoměrně do celé tkáně. To vyžaduje dostatečně funkční oběhový systém. Při závažném ischemickém poškození už oběhový systém nemusí fungovat dostatečně. Nerovnoměrná perfuze pak zvyšuje riziko vzniku ledu v citlivých oblastech mozku. Pro tyto případy existuje druhá metoda: aldehydem stabilizovaná kryokonzervace, zkráceně ASC.
Při ASC se mozek perfunduje glutaraldehydem, fixačním činidlem, které vytváří vazby mezi bílkovinami. Rozkladné procesy se tím výrazně omezí a struktura tkáně se fixuje ještě před chlazením. Po stabilizaci tkáně se postupně zvyšuje koncentrace kryoprotektivní látky až na hodnotu kolem 65 % ethylenglykolu. Mozek se poté vitrifikuje při teplotě blízké -135°C pro dlouhodobé uložení.
Pro tuto metodu existují poměrně přímé experimentální doklady o zachování jemné struktury tkáně. Metoda ASC získala cenu Brain Preservation Foundation v kategorii velkého savce poté, co byla synaptická konektivita v celém mozku prasete ověřena 3D elektronovou mikroskopií po opětovném zahřátí.
Cena za tuto metodu je skutečná a nemá se zamlčovat. Fixaci dnes nelze zvrátit žádnou dostupnou ani realisticky předpokládanou technologií. Glutaraldehyd může zachovat konektom s mimořádnou mírou detailu, ale činí tak chemickým propojením bílkovin. Takto upravenou tkáň nelze znovu biologicky oživit. ASC zachovává strukturní informaci, ale neumožňuje návrat původní biologické tkáně k životu, což otevírá filozofickou otázku kontinuity osoby.
Proto tato metoda není výchozí volbou. Je-li perfuze dostatečná, vitrifikace alespoň teoreticky zachovává možnost budoucí biologické obnovy i možnost zachování struktury. ASC může být vhodnou volbou tam, kde by běžná vitrifikace vedla k příliš velké ztrátě struktury.
Shrnutí: Moderní kryokonzervace usiluje o vitrifikaci tkáně, nikoli o její zmrazení. Kryoprotektivní látky omezují tvorbu ledu a umožňují tkáni přejít do stabilního sklovitého stavu.
Prozkoumejte tento praktický nástroj
Použijte interaktivní nástroj k prozkoumání otázky v tomto článku.
Interaktivní nástroj se načítá...
Doporučené čtení