diciembre 16, 2022
por Ben Mejor
CONTENIDOS: ENLACES A SECCIONES
- CRIPTOBIOSIS
- HIBERNACIÓN
- METABOLISMO DEPRIMIDO INDUCIDO
- METABOLISMO DISMINUIDO CON ENFRIAMIENTO
- PEQUEÑOS ANIMALES QUE SOBREVIVEN A LA TEMPERATURA CRIOGÉNICA
- VITRIFICACIÓN DE MAMÍFEROS
- DAÑO POR RADIACIÓN A TEMPERATURA CRIOGÉNICA
- ¿ANIMACIÓN SUSPENDIDA PARA VUELO ESPACIAL HUMANO?
I. CRIPTOBIOSIS
La criptobiosis es un estado de metabolismo detenido por un organismo que protege contra ambientes hostiles, como sequía, hambruna, falta de oxígeno o temperatura extrema [ BIOQUÍMICA Y FISIOLOGÍA COMPARATIVA; PARTE B; Clegg,JS; 128(4):613-624 (2001) ]. Mecanismos fisiológicos similares asociados con la protección criptobiótica contra la deshidratación y el frío se encuentran tanto en plantas como en animales [ JOURNAL OF EXPERIMENTAL BIOLOGY; Piso, KB; 210 (Pt 10): 1700-1714 (2004) ]. Las proteínas abundantes en embriogénesis tardía (LEA) protegen tanto a las plantas como a las proteínas animales de la sequía, el frío y el estrés osmótico [ BIOCHEMICAL JOURNAL; Goyal,K; 388 (parte 1): 151-157 (2005)]. Las proteínas de choque frío, las proteínas anticongelantes, los agentes nucleadores de hielo y los crioprotectores, junto con las proteínas LEA, son los principales mecanismos bioquímicos que permiten que las plantas y los animales resistan temperaturas bajo cero [ NATURWISSENSCHAFTEN; Margesin,R; 94(2):77-00 (2007) ].
Las bacterias Pseudomonas y Escherichia coli pueden sobrevivir congeladas a la temperatura del nitrógeno líquido sin sufrir mutaciones [ CRIOBIOLOGY; Ashwood-Smith,MJ; 2(1):39-43 (1965) ], pero los organismos multicelulares no son tan resistentes. Los artrópodos polares sobreviven a temperaturas bajo cero mediante la deshidratación y la producción de azúcares de bajo peso molecular y alcoholes de azúcar que actúan como crioprotectores [ JOURNAL OF INSECT FISIOLOGY; Worland,MR; 49(3):193-203 (2003) ]. Algunas especies pueden tolerar la congelación extracelular. El único animal conocido que sobrevive a la congelación intracelular es el nematodo antártico Panagrolaimus davidi . Panagrolaimus davidisometidas experimentalmente a congelación rápida, se formó un 54 % de hielo intracelular, pero sobrevivió un 53 % [ CRIOBIOLOGÍA; Warton, DA; 50(1):21-28 (2005) ].
II. HIBERNACIÓN
Las marmotas en hibernación mantienen una temperatura corporal de 5ºC en temperaturas ambientales tan bajas como −1ºC [ FISIOLOGÍA RESPIRATORIA Y NEUROBIOLOGÍA; Heldmaier,G; 141(3):317-329 (2004) ]. Se ha demostrado que las ardillas terrestres del Ártico hibernan durante al menos dos meses a temperaturas de hasta -2,9 ºC sin congelarse [ CIENCIA; Barnes,BM; 244:1593-1595 (1989) ].
Los animales de sangre caliente que no hibernan sufren efectos adversos cuando se les somete a temperaturas por debajo de los 28 ºC, incluidos escalofríos extremos, alta viscosidad de la sangre y paro cardíaco [ JOURNAL OF THE AMERICAN VETERINARY ASSOCIATION; Luna, PF; 202(3):437-444 (1993) ]. Se han realizado esfuerzos farmacológicos para reducir el umbral de escalofríos y la termorregulación natural contundente en humanos para aumentar los beneficios de la hipotermia terapéutica [ STROKE; Sessler, DI; 40(11):e614-e621 (2009) ]. Aunque los osos son capaces de tener un metabolismo deprimido, la temperatura de su cuerpo permanece por encima de los 30 ºC, y algunos escalofríos ayudan a mantener la fuerza muscular y la temperatura [ AMERICAN JOURNAL OF FISIOLOGÍA; McGee-Lawrence, ME; 295(6):R1999-R2014 (2008) ].
Se han realizado varios estudios de proteínas y expresión génica en mamíferos en hibernación [ MOLECULAR & CELLULAR PROTEOMICS; Shao,C; 9(2):313-326 (2010) y TENDENCIAS EN ENDOCRINOLOGÍA Y METABOLISMO; Melvin, RG; 20(10):490-498 (2009) ]. Es probable que los genes de los mamíferos en hibernación se conserven en el genoma humano, de modo que la inducción de estos genes podría ser un medio para colocar a los humanos en un estado de "animación suspendida" [ BIOENSAYS; Andrews, MT; 29(5):431-440 (2007) ].
tercero METABOLISMO DEPRIMIDO INDUCIDO
En condiciones anóxicas, los embriones de pez cebra ( Danio rerio ) entran en un estado de animación suspendida reversible caracterizado por un latido cardíaco detenido y una progresión del ciclo celular detenida [ ACTAS DE LA ACADEMIA NACIONAL DE CIENCIAS (EE.UU.); Padillo, PA; 98(13):7331-7335 (2001) ]. Los nematodos Caenorhabditis elegans (que responden a la anoxia entrando en animación suspendida y sobreviven a la hipoxia deprimiendo el metabolismo con el factor 1 inducible por hipoxia ), pueden ser inducidos a un estado de animación suspendida con monóxido de carbono [ PROCEEDINGS OF THE NATIONAL ACADEMIA OF SCIENCIAS (EE. UU.); nistul, TG; 101(24):9133-9136 (2004)]. El factor inducible por hipoxia no solo deprime el metabolismo, sino que también deprime los mecanismos apoptóticos [ ANTIOXIDANTS & REDOX SIGNALLING; Snyder, CM; 11(11):2673-2683 (2009) ]. C. elegans con exposición de por vida al sulfuro de hidrógeno tiene una vida media aumentada en un 70 %, pero sin ninguna reducción aparente en la tasa metabólica [ ACTAS DE LA ACADEMIA NACIONAL DE CIENCIAS (EE. UU.); Miller,DL; 104(51):20618-20622 (2007) ].
La ardilla terrestre de manto dorado Spermophilus lateralis es un mamífero en hibernación que puede ser inducido por hipoxia a un estado de metabolismo deprimido y temperatura corporal reducida [ JOURNAL OF APPLIED FISIOLOGY; Barros,RCH; 91(2):603-612 (2001) ]. También se ha demostrado que la hipoxia reduce el metabolismo en pequeños mamíferos que no hibernan [ AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY; Frapell,P; 262(6 Pt 2):R1040-R1046 (1992) ], pero la hipoxia no parece tener este efecto en los grandes mamíferos [ JOURNAL OF APPLIED FISIOLOGY; Korducki,MJ; 76(6):2380-2385 (1994) ].
El ratón, un mamífero que no hiberna, puede ser inducido con sulfuro de hidrógeno a entrar en un estado de "animación suspendida" que reduce la tasa metabólica en un 90% y deja la temperatura corporal central solo 2ºC por encima de una temperatura ambiente de 13ºC [ CIENCIA; Blackstone,E; 308:518 (2005) ]. Se cree que este efecto se debe a la inhibición del sulfuro de hidrógeno de la citocromo c oxidasa en las mitocondrias, inhibiendo así la fosforilación oxidativa. Se ha producido un efecto similar en ratas usando concentraciones más altas de sulfuro de hidrógeno [ THE JOURNAL OF TRAUMA; Morrison, ML; 65(1):183-188 (2008) ], aunque otro estudio fracasó en deprimir el metabolismo en ratas usando sulfuro de hidrógeno [ RESPIRATORY FISIOLOGÍA & NEUROBIOLOGÍA; Haouzi,P; 167(3):316-322 (2009)]. Algunos investigadores no lograron deprimir el metabolismo con sulfuro de hidrógeno en ovejas [ FISIOLOGÍA RESPIRATORIA Y NEUROBIOLOGÍA; Haouzi,P; 160(1):109-115 (2008) ] o lechones [ MEDICINA DE CUIDADOS CRÍTICOS PEDIÁTRICOS; Zhang,LJ; 9(1):110-112 (2008) ], mientras que otros investigadores lograron reducir el metabolismo y la temperatura en cerdos [ SHOCK; Simón,F; 30(4):359-364 (2008) ].
Recientemente se ha sugerido la inducción de un metabolismo deprimido (hibernación) en mamíferos (incluidos los humanos) con la proteína quinasa activada por AMP [ REVISIÓN ANUAL DE MEDICINA; Lee, CC; 59:177-186 (2008) ].
IV. METABOLISMO DISMINUIDO CON ENFRIAMIENTO
Cuando los animales bajan la temperatura corporal su tasa metabólica se reduce casi a la mitad por cada 10ºC de descenso entre 40ºC (temperatura corporal aproximada) y 0ºC [ JOURNAL OF BIOENERGETICS; Razón, JK; 4(1):285-309 (1973) y NATURE; Davidson,EA; 440:165-173 (2006) ]. Las personas, especialmente los niños, que se han caído en agua fría han sido protegidas por hipotermia de un posible daño cerebral después de que su corazón haya estado detenido durante una hora [ JOURNAL OF THE AMERICAN MEDICAL ASSOCIATION; Bolte,RG; 260(3):377-379 (1988) ]. Una niña de 31 meses sin pulso que había pasado casi seis horas a temperaturas exteriores por debajo de -20ºC y tenía una temperatura rectal de 14ºC sobrevivió con una recuperación neurológica completa [ THE JOURNAL OF TRAUMA; Dobson,JA; 40(3):483-485 (1996)].
Los perros enfriados a 34ºC después de diez minutos de fibrilación ventricular inducida pudieron sobrevivir 60 minutos de fibrilación ventricular con buen resultado neurológico [ CIRCULACIÓN; Nozari,A; 113(23):2690-2696 (2006) ]. Se ha demostrado que la hipotermia modula las concentraciones cerebrales de proteínas pro y antiapoptóticas a favor de la prevención de la muerte celular neuronal [ ACTA ANAESTHESIOLOGICA SCANDINAVIA; Eberspacher,E; 49(4):477-487 (2005) ]. Una revisión de modelos animales de accidente cerebrovascular isquémico encontró que el volumen del infarto se redujo en aproximadamente un tercio al enfriar a 35 °C dentro de los 90 a 180 minutos posteriores al inicio del tratamiento permanente [ BRAIN; van der Worp,HB; 130 (parte 2): 3063-3074 (2007)]. En un estudio con cerdos, la mayoría de los cerdos enfriados a 10ºC sobrevivieron hasta 60 minutos de shock sin efectos neurológicos [ CIRUGÍA; Alam, HB; 132(2):278-288 (2002) ]. Seis de seis perros hipotérmicos experimentales que tenían una temperatura timpánica de 10ºC soportaron 90 minutos de paro cardíaco sin daño neurológico subsiguiente, y dos de siete aguantaron 120 minutos sin daño neurológico evidente [ MEDICINA DE CUIDADOS CRÍTICOS; Behringer,W; 31(5):1523-1531 (2003) ]. Los perros que recibieron perfusión sanguinolenta continua pudieron recuperarse de al menos cuatro horas por debajo de los 9 ºC y dos horas por debajo de los 5 ºC con una recuperación neurológica satisfactoria [ SITIO WEB DE ALCOR; hipotermia ultraprofunda sanguinolenta; hoja, JD; Darwin,MG; (1987) ].
Las víctimas humanas de fibrilación ventricular sometidas a solo 1ºC de hipotermia mostraron un aumento sustancial tanto en la supervivencia como en el resultado neurológico favorable [ MEDICINA DE CUIDADOS CRÍTICOS; Don,CW; 37(12):3062-3069 (2009) ]. Los seres humanos han sido sometidos a un paro cardíaco hipotérmico profundo para cirugía aórtica durante más de una hora sin déficits neurológicos graves. Los sujetos alcanzaron un silencio electrocerebral completo (índice biespectral electroencefalográfico cero) entre temperaturas de 16ºC y 24ºC [ REVISTA DE ANESTESIA CARDIOTORÁCICA Y VASCULAR; Hayashida,M; 21(1):61-67 (2007) ] y se recalentaron sin déficit neurológico, lo que confirma que la actividad cerebral dinámica se puede perder y recuperar sin pérdida de identidad personal.
Muchos reptiles e invertebrados pueden soportar temperaturas más bajas que los mamíferos y, por lo tanto, alcanzan un estado más profundo de metabolismo deprimido y animación suspendida. La rana de madera del norte ( Rana sylvatica ) puede sobrevivir en un estado semicongelado hasta -6ºC durante meses con una recuperación completa al recalentarse [ THE FASEB JOURNAL; Costanzo, JP; 9(5):351-358 (1995) ].
V. PEQUEÑOS ANIMALES QUE SOBREVIVEN A LA TEMPERATURA CRIOGÉNICA
Se ha demostrado que las larvas del escarabajo de Alaska Cucujus clavipes puniceus sobreviven a temperaturas de hasta -100ºC [ THE JOURNAL OF EXPERIMENTAL BIOLOGY; Sformo,T; 213 (Pt 3):502-509 (2010) ]. La capacidad de alcanzar un estado anhidrobiótico (desecado) permite que algunos organismos toleren naturalmente las temperaturas criogénicas. Las larvas del quironómido africano Polypedilum vanderplanki , el animal multicelular más grande capaz de anhidrobiosis (el único insecto capaz de anhidrobiosis) supuestamente sobreviven a temperaturas tan bajas como -270ºC [ JOURNAL OF EXPERIMENTAL BIOLOGY; Watanabe,M; 206 (Pt 13): 2281-2286 (2003)]. La vitrificación por trehalosa y proteína ha demostrado ser esencial para la anhidrobiosis de los quironómidos [ ACTAS DE LA ACADEMIA NACIONAL DE CIENCIAS (EE.UU.); Sakarai,M; 105(13):5093-5098 (2008) ]. Los tardígrados , que son animales microscópicos similares a los artrópodos capaces de sufrir anhidrobiosis, pueden sobrevivir al enfriamiento a la temperatura del nitrógeno líquido (−196 ºC) incluso en un estado hidratado [ CRIOBIOLOGÍA; Ramlov,H; 29(1):125-130 (1992) ].
Los animales multicelulares tratados con crioprotectores han sobrevivido al enfriamiento a temperaturas criogénicas. Una variedad de helmintos parásitos han sobrevivido al almacenamiento en nitrógeno líquido después del tratamiento con DMSO, glicerol o etilenglicol [ CRIOBIOLOGY; James,ER; 49(3):201-210 (2004) ].
Muchas variedades de larvas de nematodos han sobrevivido a temperaturas criogénicas. El nematodo C. elegans se almacena rutinariamente en nitrógeno líquido . Los nematodos de plantas tratados con etilenglicol al 25 %, enfriados rápidamente y mantenidos en nitrógeno líquido durante unos minutos antes de almacenarlos en un congelador a -140 ºC durante un mes, mostraron una supervivencia del 85 % [ CRIOBIOLOGÍA; Irdani,T; 52(3):319-322 (2006) ]. Se lograron tasas de supervivencia de hasta el 70 % para larvas de nematodos parásitos tratadas con 10 % de DMSO antes de 16 meses de almacenamiento en nitrógeno líquido [ REVISTA INTERNACIONAL DE PARASITOLOGÍA; branquia,JH; 25(12):1421-1426 (1995)]. La mayoría de una variedad de larvas de especies de nematodos infecciosos tratadas con hipoclorito de sodio y solución salina sobrevivieron más de 15 años en nitrógeno líquido, aunque el porcentaje de infectividad fue menos de la mitad del porcentaje de supervivencia [ PARASITOLOGÍA VETERINARIA; van Wyk, JA; 88(3-4):239-247 (2000) ]. El nematodo parásito tropical sensible al estrés Radopholus similis tratado con una mezcla de metanol, glicerol y glucosa no mostró reducción de la infectividad o reproducción después del almacenamiento en nitrógeno líquido [ CRIOBIOLOGY; Elsen,A; 55(2):148-157 (2007) ].
La supervivencia completa (100%) de los juveniles infectados por nematodos entomopatógenos se logró después del tratamiento con glicerol y solución de Ringer antes de la conservación en nitrógeno líquido [ JOURNAL OF NEMATOLOGY; Bai,C; 36(3):281-284 (2004) ]. Se logró una supervivencia del 27 % para las larvas de anquilostomiasis humana ( Ancyclostoma ceylanicum ) tratadas con una solución de DMSO al 10 % y dextrano al 10 % antes de los 100 días en nitrógeno líquido [ AMERICAN JOURNAL OF TROPICAL MEDICAL HYGIENE; Duarte,J; 68(1):44-45 (2003) ]. Más del 50 % de las larvas de gusanos de trapo ( Nereis virens ) tratadas con 10 % de DMSO sobrevivieron al almacenamiento con nitrógeno líquido [ CRIOBIOLOGÍA; oliva,JW; 34(3):284-294 (1997)]. Del 60 al 70 % de los embriones de mosca de la fruta de 50 000 células ( Drospophila melanogaster ) vitrificados con etilenglicol y enfriados a -205 ºC eclosionaron tras el recalentamiento, y el 40 % de las larvas se convirtieron en adultos fértiles [ CIENCIA; Mazur,P; 258:1932-1935 (1992) ].
VI. VITRIFICACIÓN DE MAMÍFEROS
El hielo ocupa un 9% más de volumen que el agua. Aunque es un error pensar que el agua revienta las células al congelarse en su interior , es cierto que la expansión del hielo en el espacio extracelular aplasta las células [ AMERICAN JOURNAL OF PHYSIOLOGY; Mazur,P; 247 (3 Pt 1): C125-C142 (1984) ]. La vitrificación lograda mediante la adición de suficiente crioprotector puede eliminar la formación de hielo durante el enfriamiento de tejidos biológicos a temperaturas criogénicas.
Se han vitrificado con éxito varios tejidos y órganos de mamíferos. Los vasos sanguíneos creados por ingeniería tisular vitrificados, almacenados a -135 ºC y recalentados mostraron una actividad metabólica comparable a los controles frescos [ TISSUE ENGINEERING; Dahl,SLM; 12(2):291-300 (2006) ]. Cortes de hipocampo de rata vitrificados, enfriados a -130ºC y recalentados mostraron 100% de viabilidad dentro del margen de error experimental [ CRIOBIOLOGY; Pichugin,Y; 52(2):228-240 (2006) ]. La tráquea de conejo que se vitrificó, se mantuvo en nitrógeno líquido y se recalentó fue comparable a las muestras frescas [ CRIOBIOLOGY; Xu,H; 58(2):225-231 (2009) ]. Se vitrificaron ovarios completos de ratón, se almacenaron en nitrógeno líquido y se recalentaron para producir tasas de natalidad de crías vivas comparables a las observadas con ovarios frescos.FERTILIDAD Y ESTERILIDAD; Hasegawa,A; 86 (Suplemento 3): 1182-1192 (2006) ].
El mayor logro de la vitrificación hasta la fecha ha sido la vitrificación de un riñón de conejo, enfriamiento a -135ºC, recalentamiento, retrasplante en el conejo y el riñón capaz de mantener al conejo indefinidamente como el único riñón funcional [ ORGANOGÉNESIS; Fahy, GM; 5(3):167-175 (2009) ]. Pero esto está muy lejos de vitrificar un conejo entero o un ratón entero.
VIII. DAÑO POR RADIACIÓN A TEMPERATURA CRIOGÉNICA
Aunque el almacenamiento criogénico no puede evitar la ionización por radiación o la ruptura de enlaces químicos, el almacenamiento criogénico protege contra el daño por radiación al reducir la movilidad y la reactividad de las especies reactivas generadas por la radiación [ ULTRAMICROSCOPIA; Knopek,E; 10(1-2):71-86 (1982) ]. Se ha demostrado que el enfriamiento de compuestos orgánicos hidratados moleculares grandes a temperatura criogénica aumenta la exposición tolerable a la radiación ionizante hasta diez veces en microscopía electrónica [ JOURNAL OF MICROSCOPY; Glaeser, RM; 112(1):127-138 (1978) ]. Las células almacenadas en nitrógeno líquido sometidas a radiación ionizante cien veces los niveles de fondo normales no muestran un aumento en la muerte celular, ni hay evidencia de cambios cromosómicos o genéticos después del almacenamiento en nitrógeno líquido.REVISTA AMERICANA DE FISIOLOGÍA; Mazur,P; 247 (3 Pt 1): C125-C142 (1984) ]. Embriones de ratón congelados de 8 células sometidos al equivalente de 2000 años de rayos gamma de fondo durante 5 a 8 meses en nitrógeno líquido no mostraron ningún efecto perjudicial sobre la supervivencia o el desarrollo [ JOURNAL OF REPRODUCTION AND FERTILITY; Glenister, PH; 70(1):229-234 (1984) ]. Los fibroblastos de ovario de hámster chino en DMSO al 10 % muestran 3,5 veces menos daño por irradiación de rayos X de 600 rad a temperatura de nitrógeno líquido en comparación con 22 ºC [ CRIOBIOLOGÍA; Ashwood-Smith,MJ; 16(2):132-140 (1979)].
La enzima acetilcolinesterasa sometida a irradiación de rayos X muestra cambios conformacionales a -118 ºC, pero ningún cambio conformacional cuando se irradia a -173 ºC [ PROTEIN SCIENCE; Weik,M; 10(10):1953-1961 (2001) ]. La irradiación con rayos X de cristales de insulina y elastasa resultó en un daño cuatro veces mayor a los puentes disulfuro a -173 ºC en comparación con -223 ºC [ ACTAS DE LA ACADEMIA NACIONAL DE CIENCIAS (EE. UU.); Cumple,A; 107(3):1094-1099 (2010) ]. Otro estudio mostró una extensión de la vida útil de la difracción del cristal del 25 % para los cristales de D-xilosa isomerasa irradiados con rayos X a menos de -253 ºC en comparación con los irradiados a -173 ºC [ ACTA CRYSTALLOGRAPHICA; Chinte,U; 63 (parte 4): 486-492 (2007)]. No obstante, otro estudio mostró diferencias insignificantes entre muestras biológicas hidratadas congeladas sometidas a radiación de rayos X a temperaturas entre −269ºC y −173ºC [ JOURNAL OF STRUCTURAL BIOLOGY; Bammes, BE; 169(3):331-341 (2010) ].
VIII. ¿ANIMACIÓN SUSPENDIDA PARA VUELO ESPACIAL HUMANO?
Llamar al metabolismo deprimido por el sulfuro de hidrógeno "animación suspendida" es una hipérbole en la medida en que el metabolismo a una décima parte de lo normal todavía está muy por encima de la ausencia de metabolismo. Incluso si la hibernación artificial de los humanos pudiera permitir temperaturas de mantenimiento cercanas a los 0ºC, la tasa metabólica seguiría siendo una vigésima parte de lo normal. Un vuelo espacial de 200 días requeriría 10 días de manejo de nutrientes, oxígeno y desechos para un mamífero que hiberna a 0ºC. Por el contrario, si la crioconservación humana fuera posible a temperaturas criogénicas, los minutos de metabolismo a temperaturas corporales normales llevarían decenas o cientos de miles de años [ INVESTIGACIÓN DE REJUVENECIMIENTO; Mejor,B; 11(2):493-503 (2008)]. Además, la crioconservación a temperatura criogénica brindaría una protección mucho mayor contra el daño por radiación. Mantener la temperatura criogénica en el espacio podría requerir cantidades modestas de energía.
La toxicidad de los crioprotectores que utilizan crioprotectores convencionales sigue siendo el mayor obstáculo para la vitrificación de órganos más grandes que un riñón de conejo [ CRIOBIOLOGÍA; Fahy, GM; 6 de junio de 2009 ]. Si pudiera eliminarse la toxicidad de los crioprotectores, sería posible la crioconservación reversible a temperatura criogénica de un ser humano completo. Alternativamente, si se pudiera inducir a todas las células humanas a producir un crioprotector no tóxico como la trehalosa (que no atraviesa las membranas celulares), podría ser posible la vitrificación de todo el cuerpo. Ya se ha inducido a fibroblastos humanos para que sinteticen trehalosa crioprotectora mediante genes introducidos utilizando vectores de adenovirus recombinantes [ NATURE BIOTECHNOLOGY; Guo,N; 18(2):168-171 (2000) ].
La criónica es la crioconservación de seres humanos legalmente muertos a temperaturas criogénicas con la esperanza de que la tecnología futura no solo repare los daños resultantes de la crioconservación, sino que también cure todas las enfermedades y rejuvenezca a las personas hasta la flor de la vida. La criónica, tal como se practica hoy en día, utiliza la vitrificación, pero aunque el hielo se puede eliminar en muchos órganos, el daño se produce por la toxicidad de los crioprotectores. También puede haber daño por congelación debido a la perfusión incompleta de ciertos órganos o tejidos. Se espera que la nanotecnología ( nanomedicina ) sea capaz de reparar daños a nivel molecular. La tecnología del futuro no es ciencia, pero no se debe descartar la idea de que la tecnología del futuro será muy superior a la tecnología actual.
El énfasis de la tecnología actual en criónica es criopreservar con la menor cantidad de daño para que la tecnología futura tenga la mejor oportunidad de reparar el daño. Aunque alguna futura tecnología de reparación molecular podría reparar el daño, es más prudente minimizar el daño en primer lugar. Por lo tanto, las organizaciones de criónica primero perfunden a los pacientes de criónica con crioprotectores anticongelantes para eliminar el hielo por completo (vitrificación). Las micrografías electrónicas de tejido cerebral vitrificado al menos indican que la estructura del cerebro se puede preservar en un nivel fino, lo que hace que la futura reparación molecular sea más prometedora.
Los seres humanos en los vuelos espaciales no necesitarían rejuvenecimiento ni la curación de enfermedades fatales, ni debería haber ningún proceso de reparación requerido por la toxicidad de los crioprotectores o el daño por congelación. Si se desarrollara algo para aumentar la conductividad térmica de los tejidos, se podrían usar crioprotectores menos tóxicos porque sería factible un enfriamiento externo más rápido. Alternativamente, algo como una tecnología de microondas inversa para enfriar en lugar de calentar podría tener algún beneficio.
El agua pura puede vitrificarse sin crioprotectores si se enfría a 3 millones de grados centígrados por segundo [ JOURNAL OF MICROSCOPY; Calvo, WB; 143 (Pt 1): 89-102 (1986) ]. Tal velocidad de enfriamiento no sería práctica para tejidos de mamíferos, al menos parcialmente porque el enfriamiento se aplicaría externamente. Si pudiera inventarse algo que actuara como un microondas inverso que enfría el tejido uniformemente de la misma manera que el calentamiento por microondas calienta uniformemente, se podría usar menos crioprotector. La desmagnetización adiabática es algo así como un efecto de microondas inverso. Un paciente de criónica podría perfundirse con una solución compuesta no solo de crioprotector sino también de una sal paramagnética como el alumbre de amonio férrico.en un campo magnético. Al disminuir gradualmente la fuerza del campo magnético, los iones de sal se desordenan, atrayendo uniformemente el calor por todo el cuerpo del paciente criónico, no solo desde la superficie. Este u otros mecanismos novedosos de enfriamiento podrían ser potencialmente de gran beneficio para resolver el problema del enfriamiento rápido de grandes objetos biológicos.
Las microondas rotan las moléculas de agua para generar calor , y esta tecnología se ha utilizado para mejorar la uniformidad de la temperatura durante el recalentamiento de los tejidos vitrificados [ CRIOBIOLOGÍA; Wusterman,M; 48(2):179-189 (2004) y FÍSICA EN MEDICINA Y BIOLOGÍA; Robinson, parlamentario; 47(13):2311-2325 (2002) ]. Se ha utilizado un campo eléctrico oscilante para reducir la cantidad de hielo que se forma al sumergir muestras de 1,5 microlitros de etilenglicol (EG) en nitrógeno líquido. La formación de hielo se redujo aproximadamente un 56 % para una solución de EG de 3,5 molar y se redujo aproximadamente un 66 % para una solución de EG de 4,5 molar [ CRIOBIOLOGÍA; Jackson,JH; 34(4):363-372 (1997) ]. Una aplicación japonesa llamada Cells Alive System (CAS) [ SCIENCE LINKS JAPAN; episodio 21; abi inc] utiliza un campo eléctrico giratorio en el procesamiento de alimentos [ PATENTE 6,250,087; Norio Owada y Satoru Kurita y PATENTE 7.237.400; Norio Owada ]. Por qué funciona este efecto es un tema de controversia, pero se sabe que los campos eléctricos estáticos mejoran la nucleación del hielo [ GEOFÍSICA PURA Y APLICADA; Pruppacher,HR; 104(1):623-634 (1973) ], por lo que quizás los campos eléctricos oscilantes tengan el efecto contrario. Otro grupo japonés informó que sometió ovarios de rata a un campo magnético durante el enfriamiento y observó una mejor crioconservación que los controles, a pesar de la ausencia de crioprotector [ COLABORACIONES ACADÉMICAS PARA NIÑOS ENFERMOS; Mihara,M; 1:34-37 (2009)]. Si estas, o tecnologías similares, pudieran perfeccionarse para permitir la vitrificación con poco o ningún crioprotector, la preservación criogénica de órganos y la animación suspendida humana a través de la crioconservación a temperaturas criogénicas podrían ser posibles.
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