A krioprezerváció legnehezebb része nem a végső mélyhűtés, hanem az azt megelőző első néhány óra. Ezt az időszakot iszkémiának nevezzük. Ezért egy komoly krioprezervációs szolgáltató inkább sürgősségi ellátást nyújtó szervezetnek, mint egyszerű tárolási szolgáltatónak tekinti magát. Az iszkémia megértése segít megérteni, miért létfontosságú a gyorsaság, és miért kell a sejtkárosodást a szív megállását követően mielőbb mérsékelni. Ez valóban versenyfutás az idővel a sejtkárosodás mérsékléséért.
Mi az iszkémia
A sejtek működéséhez folyamatos oxigénellátásra van szükség. A sejtek a sejtlégzés során oxigén segítségével alakítják a tápanyagokat felhasználható energiává, amely a szövetek működéséhez szükséges. Az iszkémia a szövetek vérellátásának csökkenése vagy megszűnése. Ilyenkor nemcsak az oxigén, hanem a glükóz sem jut el megfelelően a sejtekhez, a bomlástermékek pedig nem tudnak elszállítódni. A sejtek emiatt kevésbé hatékony, káros melléktermékek képződésével járó anyagcsere-folyamatokra kényszerülnek. Ha az oxigénhiány tartósan fennáll, leállnak a sejt ionpumpái, felborul a belső kémiai egyensúly, kalcium áramlik a sejtbe, a sejt pedig megduzzad, majd szétesik.
A klinikai gyakorlatban az iszkémia miatt veszélyes az iszkémiás stroke és a szívinfarktus is: az elzáródott ér által ellátott szövet perceken belül károsodni, majd elhalni kezd. A krioprezerváció során is ugyanez az időfaktor a meghatározó, különösen az agy esetében.
Miért az iszkémia a krioprezerváció legnagyobb ellensége
Az Emlékezet, identitás és az agy című cikk szerint az egyén személyiségét és emlékeit alapvetően az agy szerkezete, valamint az idegsejtek kapcsolódási mintázata hordozza. Az iszkémia éppen ezt a szerkezetet támadja. A halál beálltának jogi megállapítása után minden, oxigénellátás nélkül eltelt perc tovább károsíthatja az emlékek és a személyiség szempontjából fontos, finom idegi kapcsolatokat. A károsodás nem pusztán elméleti probléma: fokozatosan éppen azt a biológiai információt veszélyezteti, amelynek megőrzése a krioprezerváció célja.
Ez határozza meg az eljárás első szakaszának fő célját. A krioprezerváció csak a halál beálltának jogi megállapítása után kezdődhet meg, de a megőrzés minősége nagyrészt attól függ, mekkora iszkémiás károsodás alakul ki e megállapítás és az agy hűtésének, illetve védelmének megkezdése között. A készenléti csapat legfontosabb feladata ennek az időszaknak a lehető legrövidebbre csökkentése.
Hogyan küzd az eljárás az idő ellen
Ezért működtet a Tomorrow.bio képzett készenléti, stabilizációs és szállítási (SST) csapatokat, és a megőrzést nem kizárólag a tárolóhelyen kezdődő folyamatnak tekinti. A halál jogi megállapítása után a csapat több párhuzamos lépéssel igyekszik mérsékelni az iszkémia következményeit:
- A keringés fenntartása. Egy mechanikus mellkaskompressziós eszköz fenntartja a vérkeringést, hogy az oxigén és a gyógyszerek eljussanak a szövetekhez.
- Gyors hűtés. A testet jeges fürdőbe helyezik, majd gyorsan lehűtik. A hűtés lassítja az anyagcserét: minden 10 °C-os hőmérséklet-csökkenés nagyjából a felére csökkenti az anyagcsere sebességét. A lassabb anyagcsere kevesebb oxigént igényel, így mérséklődik a károsodás üteme. A test hőmérsékletét ugyanakkor fagypont felett tartják, hogy a védőanyagok bejutása előtt ne képződjön jég.
- Gyógyszeres kezelés. Olyan gyógyszereket alkalmaznak, amelyek csökkentik az agy anyagcsere-igényét, gátolják a véralvadást, támogatják a keringést a mechanikus mellkaskompresszió alatt, és mérséklik a szabad gyökök, valamint a gyulladás okozta károsodást. Ezek együtt tompítják az iszkémiás károsodás láncreakcióját.
A krioprotektánsok perfúziója csak a stabilizálás után kezdődik. Miután a szövetek védelme megtörtént, a hűtést fokozatosan a krioprotektánsok perfúziója felé, majd a −196 °Cos célhőmérséklet felé folytatják. Az iszkémia kockázata akkor szűnik meg, amikor a test vitrifikációja befejeződik, mert ekkor az anyagcsere, és ezzel együtt a sejtek oxigénigénye is leáll.
Meleg iszkémia, hideg iszkémia és miért dönt mindent a reagálási idő
Nem minden iszkémia egyforma. A meleg iszkémia, vagyis a testhőmérsékleten fennálló oxigénhiány különösen káros, mert a szövet anyagcseréje még aktív, így a károsodás gyorsan fokozódik. A hideg iszkémia, vagyis a lehűtött szövetben fennálló oxigénhiány jóval kevésbé súlyos, mert az alacsony hőmérséklet lelassítja a káros kémiai folyamatokat. Az eljárás korai szakaszának célja, hogy hűtéssel a lehető leghamarabb véget vessen a meleg iszkémiának, mielőtt túl nagy károsodás alakul ki.
Ez a saját készenléti kapacitás egyik legerősebb szakmai indoka. Az a szolgáltató, amely harmadik félre bízza a helyszínre jutást, hosszabb ideig tartó meleg iszkémiának teheti ki az érintettet. Egyes szakmai vélemények szerint a felkészületlen helyi szolgálatok bevonása többórás hideg iszkémiához vezethet, amelyet meleg iszkémia előz meg. A készenlétben álló saját csapat pontosan azért létezik, hogy ezt az időtartamot lerövidítse. A sejtek sérülése és pusztulása közötti határ kevésbé egyértelmű, mint azt korábban gondolták. A hosszan tartó meleg iszkémia utáni sejtszintű helyreállást vizsgáló kutatások arra utalnak, hogy egyes, korábban véglegesnek tartott károsodások részben helyreállíthatók lehetnek. Ennek egyik szemléletes példája a Yale OrganEx rendszere. 2022-ben ez a perfúziós rendszer a szívmegállás után egy órával sertések teljes szervezetében helyreállította a vérkeringést és a sejtműködés egyes jeleit. A 2019-es előd, a BrainEx, hasonló eredményeket ért el a halál beállta után négy órával izolált sertésagyakban. Egyik kísérletben sem sikerült helyreállítani a tudatos működésre utaló jeleket. E két eredmény megkérdőjelezi azt a feltevést, hogy néhány óra meleg iszkémia után semmilyen sejtszintű működés nem állítható helyre.
Egy komoly szolgáltató működésének szinte minden eleme, így a 24/7 készenlét, a gyors reagálás, valamint a készenléti és stabilizációs protokollok, abból következik, hogy az iszkémia idejét a lehető legjobban csökkenteni kell. Ha az iszkémiát időben sikerül mérsékelni, az agy szerkezeti információja nagyobb eséllyel őrződik meg. Ha ez nem sikerül, a későbbi hűtés folyékony nitrogénnel sem tudja helyreállítani az első percek alatt elveszett szerkezeti információt.
Röviden: az iszkémia a szövetek elégtelen vérellátása miatt kialakuló károsodás. A gyors hűtés és stabilizálás lassítja a károsodást, míg a magasabb hőmérsékleten eltöltött hosszabb idő általában rontja a megőrzés minőségét.
Fedezze fel ezt a gyakorlati eszközt
Használja az interaktív eszközt a cikkben szereplő kérdés feltárásához.
Az interaktív eszköz betöltődik...
További olvasmányok