Kryóvarðveisla er ekki einfalt ferli sem hefst með einni aðgerð. Þetta er kapphlaup sem hefst um leið og hjartað stöðvast.
Frá þeirri stundu halda efnaskipti og önnur niðurbrotsferli áfram þar til þeim hefur verið hægt verulega. Ferlið stöðvast ekki af sjálfu sér. Allt annað í ferlinu tekur mið af þessari einu staðreynd.
Hvað gerist fyrstu mínúturnar
Heilinn krefst mikillar orku miðað við stærð sína. Hann er um 2% af líkamsþyngdinni en notar um 20% af súrefninu.
Orkan fer ekki fyrst og fremst í hugsun. Stærstur hluti hennar fer í að halda frumunum starfhæfum, meðal annars með því að dæla jónum yfir frumuhimnur gegn styrkhalla.
Þegar blóðrásin stöðvast tæmist orkuforðinn á örfáum sekúndum. Taugafrumur verða súrefnislausar og hætta að senda boð nánast samstundis.
Innan fárra mínútna er orkuforðinn genginn til þurrðar. Jónadælurnar hætta að starfa, rafjafnvægi frumanna raskast og mikið magn taugaboðefna losnar út í nærliggjandi vef.
Við súrefnisskort breytast efnaskipti frumunnar og umhverfið verður súrara. Kalsíum streymir inn í frumurnar í óeðlilegu magni. Ensím sem sundra frumuhlutum losna úr hólfunum sem áður héldu þeim í skefjum.
Á nokkrum tugum mínútna eða klukkustunda, eftir hitastigi, getur skipulögð bygging vefsins farið að leysast upp.
Blóðþurrð er eitt af megineinkennum þessa ferlis: blóðþurrð. Hún er ein helsta ógnin á fyrsta klukkutímanum og getur skaðað þær heilabyggingar sem varðveita upplýsingar um minni, sjálfsmynd og persónuleika.
Til að skilja vandann þarf að skoða ferlið nánar. Hér er ekki eingöngu um almenna hugmynd um dauðann að ræða. Við erum að berjast við ákveðna, mælanlega og vel skjalfesta atburðarás.
Kuldi hægir á niðurbrotsferlunum
Hraði margra efnahvarfa getur um það bil tvöfaldast við hverja 10 °C hækkun og helmingast við hverja 10 °C lækkun.
Þegar hitastigið er lækkað í mörgum skrefum verða heildaráhrifin mjög mikil. Við líkamshita geta aðeins liðið nokkrar mínútur áður en verulegur skaði verður.
Við kæliskápshita getur ferlið tekið klukkustundir, við hitastig þurríss daga og við -196 °C í fljótandi nitri getur það í reynd dregist yfir árþúsundir.
Þess vegna er sérhver verkferill hannaður til að kæla heilann jafnhratt og aðstæður leyfa. Lægra hitastig hægir á öllum þessum ferlum.
Kælingin þarf að fara fram undir nákvæmu eftirliti. Ef vefurinn er kældur of hratt eða án nægilegrar stjórnunar getur myndast annar skaði, til dæmis ískristallar sem ferlinu er ætlað að koma í veg fyrir.
Kuldinn skiptir máli af annarri ástæðu líka. Kryóvarnarefni eru eitruð í þeim styrk sem glerjun krefst.
Eiturvirkni þeirra minnkar hratt þegar hitastig lækkar, vegna þess að efnahvörf ganga þá hægar. Þess vegna er skipt um blóðrásarvökva nálægt 0 °C.
Það eykur þol vefsins gagnvart efnunum, en hefur einnig ókosti. Kuldinn hægir einnig á flutningi efnanna inn í vefinn. Því þarf að vega saman tvö andstæð markmið.
Frostlyfið þarf að berast inn í vefinn áður en niðurbrot verður of mikið, en nógu varlega til að eituráhrif skaði ekki vefinn sem á að varðveita. Ekki er hægt að ná öðru markmiðinu að fullu nema að einhverju leyti á kostnað hins.
Allt ferlið, frá komu sjúklings þar til kælingu niður fyrir frostmark er lokið, byggist á slíkum málamiðlunum undir miklum tímaþrýstingi.
Munurinn á skaða sem dylur upplýsingar og skaða sem eyðir þeim
Ekki er allur skaði jafn alvarlegur. Þetta er lykilhugmynd í umfjölluninni.
Frá sjónarhóli upplýsingavarðveislu má greina á milli tveggja tegunda skaða. Skaði getur annaðhvort hulið byggingu eða eyðilagt hana.
Taugafruma getur verið illa farin og algjörlega óvirk. Ef tengingar hennar eru enn greinanlegar má ætla að meginupplýsingarnar sem þær geymdu séu enn til staðar.
Hafi fruma rofnað og tengingar hennar tvístrast í óskilgreinanlegt brotasafn, er upplýsingin horfin. Engin framtíðartækni getur endurheimt upplýsingar sem hafa glatast með öllu.
Þetta er því ekki kapphlaup um að forðast allan skaða. Þetta er kapphlaup um að stöðva ferlið áður en skaðinn færist úr fyrri flokknum yfir í hinn síðari.
Þessi aðgreining skýrir hvers vegna ófullkomin varðveisla getur engu að síður haft gildi og hvers vegna gæði varðveislu eru stigbundin fremur en metin með einföldu jái eða neii.
Hugmyndin á sér formlegt nafn: upplýsingafræðilegur dauði. Það er sá tímapunktur þegar upplýsingarnar sem skilgreina einstaklinginn verða ekki lengur endurheimtar, ekki einu sinni að meginatriðum.
Þessi tímapunktur getur komið mun síðar en lögformleg dánarstaðfesting, sem fer fram samkvæmt gildandi reglum.
Kryóvarðveisla byggist á þeirri forsendu að raunverulegt bil sé milli þessara tveggja marka og að líkami sem er kældur nægilega snemma geti enn fallið innan þess.
Þetta veitir einnig viðmið fyrir mælingar. Á þessu sviði er nú leitast við að mæla umfang blóðþurrðar með beinum hætti, meðal annars með S-MIX mælikvarðanum.
Án mælinga er erfitt að meta hvað megi bæta. Mæling á umfangi blóðþurrðar í tilteknu tilviki segir meira en almenn fullyrðing um að allt hafi gengið vel.
Hindranir sem ekki verður komist hjá
Auk líffræðilegra takmarkana eru ýmsar hagnýtar og lagalegar hindranir sem þarf að nefna skýrt.
Fyrsta hindrunin tengist lögformlegum dauða. Frá líffræðilegu sjónarmiði gæti verið hagkvæmt að hefja undirbúning fyrr, en aðgerðir á einstaklingi áður en andlát hefur verið staðfest eru óheimilar og geta varðað refsingu.
Þess vegna er biðin nauðsynleg, þótt hún geti aukið hættuna á skemmdum á þeim upplýsingum sem varðveita á. Þessi takmörkun er varanleg og réttmæt, og um hana er fjallað í sérstakri grein.
Önnur hindrun er að í sumum tilvikum getur verið krafist líkskoðunar. Lög geta í slíkum tilvikum krafist líkskoðunar áður en varðveisla hefst, sem getur bæði seinkað ferlinu og valdið beinum skaða á heilanum.
Fjallað er um þessi og önnur tilvik þar sem varðveisla getur ekki farið fram í greininni hvenær er ekki unnt að varðveita mann.
Þriðja hindrunin er landfræðileg. Ekkert fjármagn getur tryggt að teymi komist samstundis á hvern stað. Því skiptir dánarstaður einstaklingsins miklu um hversu vel tekst til við varðveisluna.
Þegar fyrirsjáanlegt er að andlát sé í vændum á líknardeild getur viðbragðsteymi undirbúið viðbrögð tímanlega. Skyndilegt hjartastopp fjarri viðbragðsteymi getur lengt töfina um klukkustundir.
Reynt er að hafa áhrif á þá þætti sem hægt er að stjórna, svo sem staðsetningu teyma, þjálfun heilbrigðisstarfsfólks og flutningsskipulag sem ræður því hversu hratt sjúklingur kemst á varðveislustofnun.
Þetta eru ekki takmarkanir sem stafa af vísindunum sjálfum. Þetta endurspeglar togstreitu milli líffræðilegs tímaskorts og raunverulegra aðstæðna. Því geta gæði varðveislu verið mjög mismunandi milli sjúklinga.
Hvers vegna ætti þá að ráðast í varðveislu, þrátt fyrir allar þessar hindranir? Vegna þess að hinn kosturinn útilokar alla möguleika, en varðveislan útilokar þá ekki.
Jafnvel varðveisla við erfiðar aðstæður getur mögulega haldið eftir meiri líffræðilegum upplýsingum en jarðarför eða bálför. Hér er um litlar líkur að ræða fremur en engar, og í þessu samhengi skiptir fyrsta klukkutíminn meira máli en fjarlæg framtíð.
Í stuttu máli: Frumuskaði hefst hratt eftir að blóðrás stöðvast. Skjót viðbrögð við útkalli, kæling og stöðugun draga úr þessum skaða, en tafir geta varanlega rýrt gæði varðveislunnar.
Skoðaðu þetta hagnýta tól
Notaðu gagnvirka tólið til að kanna spurninguna í þessari grein.
Gagnvirkt tól er að hlaðast inn…
Frekari lestur