Kryoprezervace není vypínač, kterým lze život jednoduše přepnout do stavu konzervace. Je to závod a startovním výstřelem je okamžik, kdy se zastaví srdce.
Mezi tímto okamžikem a dosažením kryogenních teplot probíhá řada destruktivních chemických procesů. Neustávají ani na okamžik a právě tato skutečnost určuje celý postup.
Co vlastně měří ubíhající čas
Mozek je z hlediska metabolismu nákladný orgán. Tvoří asi 2 % tělesné hmotnosti, ale spotřebuje přibližně 20 % kyslíku.
Většina této energie neslouží přímo k přenosu a zpracování informací. Většina jí udržuje buňky ve funkčním stavu, tedy pohání iontové pumpy, které přenášejí ionty přes membrány proti jejich přirozenému spádu.
Jakmile se zastaví krevní oběh, přísun kyslíku zmizí během sekund. Neurony kyslík rychle vyčerpají a téměř okamžitě přestanou vysílat signály.
Během minut jsou zásoby vyčerpané. Pumpy selžou, elektrická rovnováha se zhroutí a do okolní tkáně se vylije záplava neurotransmiterů.
Nouzový metabolismus vše okyseluje. Dovnitř buněk proudí vápník, kam nepatří. Enzymy, které rozkládají buněčné složky, se uvolňují z oddílů, kde byly dosud uzavřeny.
V řádu desítek minut až hodin, v závislosti především na teplotě, se uspořádaná struktura tkáně rozpadá směrem k molekulárnímu chaosu.
Tento proces má jméno: ischemie. Je nepřítelem první hodiny a ničí strukturu popsanou v článku paměť, identita a mozek.
Povšimněte si povahy problému. Nebojujeme s abstrakcí zvanou smrt. Bojujeme s konkrétní, měřitelnou a dobře popsanou posloupností dějů.
Chlad je jediná brzda, kterou máme
Rychlost chemických reakcí se zhruba zdvojnásobí s každým přidaným 10 °C a zhruba se sníží na polovinu s každým odebraným 10 °C.
Když se dostatek takových poloviček nasčítá, efekt už není postupný, ale zásadní. Při tělesné teplotě má poškození jen minuty, než se nahromadí do závažné míry.
Při teplotě chladničky jde o hodiny, při teplotě suchého ledu o dny. Při teplotě -196 °C v kapalném dusíku se rychlost těchto procesů sníží natolik, že jejich účinky se projeví až v řádu tisíciletí.
Proto je každý protokol postaven na tom, aby se mozek zchladil co nejrychleji, jak to okolnosti dovolují. Chlad brzdí celý destruktivní proces.
Chlazení ale nemůže být hrubé. Příliš rychlé chlazení může jednu formu poškození nahradit jinou, například tvorbou ledu, které se má celý postup vyhnout.
Chlad má i druhý důvod. Kryoprotektiva jsou při koncentracích, které vyžaduje vitrifikace, toxická.
Jejich toxicita se s klesající teplotou výrazně snižuje, ze stejného důvodu jako u ostatních chemických reakcí. Proto se perfuze provádí při teplotě blízké 0 °C.
Nižší teplota zvyšuje snášenlivost těchto látek, zároveň však zpomaluje jejich pronikání do tkáně. Vedle boje s ischemickým poškozením tak vzniká další časový problém.
Kryoprotektivum musí proniknout do tkáně dříve, než ischemické poškození příliš pokročí, a současně dostatečně postupně, aby jeho toxicita nepoškodila chráněnou tkáň. Ani jednu z těchto podmínek nelze splnit beze zbytku.
Celý postup, od příjezdu týmu po ochlazení na kryogenní teploty, je sérií kompromisů vynucených časem.
Hranice mezi poškozením, které strukturu zastírá, a poškozením, které ji ničí
Ne všechno poškození je stejné a to je nejdůležitější myšlenka celého textu.
Z hlediska informace existují dvě kategorie. Poškození může strukturu zastřít, nebo ji může zničit.
Neuron může být vážně poškozený a zcela nefunkční. Pokud jsou jeho spoje stále rozpoznatelné, informace, kterou nesl, v principu ještě existuje.
Jakmile se buňka rozpadne a její spojení se rozptýlí do nerozpoznatelných zbytků, je informace nenávratně ztracena. Žádná budoucí technologie nedokáže obnovit to, co zničila náhoda.
Nejde tedy o závod, který by měl zabránit veškerému poškození. Jde o závod, jehož cílem je zasáhnout dříve, než poškození přejde z první kategorie do druhé.
Právě tento rozdíl je důvodem, proč má smysl provést i nedokonalou konzervaci a proč je kvalita konzervace spíše spektrem než jednoznačným verdiktem.
Pro tuto hranici se používá termín informačně teoretická smrt. Jde o okamžik, kdy už informaci určující osobnost člověka nelze obnovit ani teoreticky.
Tato hranice nastává mnohem později než klinická smrt, tedy stav, kdy se oběh a dýchání samovolně neobnoví.
Kryonika vychází z předpokladu, že mezi těmito dvěma hranicemi existuje reálný interval a že tělo uložené v chladu se stále nachází před hranicí informačně teoretické smrti.
Zároveň tím vzniká měřítko kvality konzervace. V oboru se dnes odborníci snaží míru poškození vyjadřovat přímo, například pomocí metriky S-MIX.
Co se neměří, nelze řídit. Údaj o rozsahu ischemického poškození v konkrétním případě má větší vypovídací hodnotu než pouhé ujištění, že vše proběhlo dobře.
Omezení, která se nedají obejít
Vedle biologických limitů existuje ještě několik praktických omezení, která je třeba otevřeně pojmenovat.
Prvním omezením je právní definice smrti. Nejlepší biologický okamžik pro zahájení postupu by nastal ještě před právní smrtí, ale zahájit ho v tu chvíli by znamenalo vraždu.
Proto je nutné čekat, i když prodleva snižuje kvalitu výsledku. Toto omezení je trvalé a oprávněné a má vlastní samostatný článek.
Druhé omezení je problém pitvy. U některých úmrtí zákon vyžaduje nejprve provést pitvu, která konzervaci nejen zdrží, ale může přímo poškodit i mozek.
Tyto situace i další případy, kdy konzervaci nelze provést, popisuje článek „Kdy vás nelze kryoprezervovat“.
Třetí omezení je zeměpisné. Ani neomezené finanční prostředky nezajistí přítomnost týmu okamžitě kdekoli. Místo úmrtí proto ovlivňuje možnou kvalitu konzervace.
Předvídatelné úmrtí v hospici umožňuje, aby pohotovostní tým zasáhl ve vhodný okamžik. Náhlá srdeční zástava daleko od týmu naopak může celý proces zpozdit o hodiny.
Ovlivnit lze rozmístění týmů, proškolení lékařů i logistiku přepravy, která určuje, jak rychle se pacient dostane do zařízení.
Nejde o selhání vědeckých poznatků ani samotného postupu. Jde o střet biologické naléhavosti s praktickými a fyzickými omezeními. Proto se kvalita konzervace mezi jednotlivými pacienty skutečně liší.
Proč se o to vůbec pokoušet, když existují taková omezení? Protože bez pokusu o konzervaci je ztráta informace jistá, zatímco konzervace alespoň ponechává možnost jejího uchování.
Konzervace i za nepříznivých podmínek může uchovat více informací než pohřeb nebo zpopelnění, při nichž se informace o mozkové struktuře neuchová. Je to podobná úvaha jako volba mezi malou a nulovou šancí, jen se týká první hodiny po zástavě oběhu, nikoli vzdálené budoucnosti.
Ve zkratce: poškození buněk začíná krátce po zastavení krevního oběhu. Rychlý zásah pohotovostního týmu, chlazení a stabilizační postupy toto poškození omezují, ale zpoždění může kvalitu konzervace trvale snížit.
Prozkoumejte tento praktický nástroj
Použijte interaktivní nástroj k prozkoumání otázky v tomto článku.
Interaktivní nástroj se načítá...
Doporučené čtení