diciembre 16, 2022
Resumen
Las temperaturas muy bajas crean condiciones que pueden preservar el tejido durante siglos, incluida posiblemente la base neurológica de la mente humana. A través de un proceso llamado vitrificación, el tejido cerebral puede enfriarse a temperaturas criogénicas sin formación de hielo. El daño asociado con este proceso es teóricamente reversible en el mismo sentido que el rejuvenecimiento es teóricamente posible mediante una tecnología previsible específica. Ahora se sabe que las lesiones cerebrales debidas a la interrupción del flujo sanguíneo son el resultado de una serie compleja de procesos que tardan mucho más en completarse que el límite de 6 minutos de la tecnología de reanimación ordinaria. La reperfusión más allá del límite de 6 min daña principalmente los vasos sanguíneos en lugar del tejido cerebral. La apoptosis de las neuronas lleva muchas horas. Esto crea una ventana de oportunidad entre la muerte legal y la pérdida irreparable de la vida de sujetos humanos y animales para la crioconservación con posibilidad de reanimación futura. En condiciones ideales, el intervalo de tiempo entre el inicio de la muerte clínica y el comienzo de los procedimientos de criónica se puede reducir a menos de 1 min, pero los retrasos mucho más prolongados también podrían ser compatibles con la supervivencia final. Aunque la evidencia de que la criónica puede funcionar es indirecta, la aplicación de evidencia indirecta es esencial en muchas áreas de la ciencia. Si los cambios complejos debidos al envejecimiento son reversibles en una fecha futura, entonces los cambios complejos similares debidos a la interrupción del flujo sanguíneo y la criopreservación también pueden ser reversibles, con resultados que salvarán la vida de cualquier persona con necesidades médicas que excedan las capacidades actuales.
Introducción
C ryonics es la práctica de preservar humanos y animales a temperaturas criogénicas con la esperanza de que la ciencia futura pueda restaurarlos a una condición de vida saludable y rejuvenecerlos. En la actualidad, la criónica solo se puede realizar después del pronunciamiento de la muerte legal del sujeto de la criónica.
La justificación científica para la práctica de la criónica se basa en varios conceptos clave: (1) las bajas temperaturas pueden ralentizar el metabolismo. Las temperaturas lo suficientemente bajas pueden prácticamente detener los cambios químicos durante siglos; (2) la formación de hielo se puede reducir o incluso eliminar mediante el uso de mezclas de vitrificación; (3) legalmente muerto no significa "irreversiblemente muerto". La muerte es un proceso, no un evento, y el proceso lleva más tiempo de lo que comúnmente se cree; (4) el daño asociado con la conservación a baja temperatura y la muerte clínica que no es reversible hoy es teóricamente reversible en el futuro.
El pronunciamiento de la muerte legal es necesario antes de que puedan comenzar los procedimientos de criónica porque la criónica aún no es un procedimiento médico probado y reconocido. Después de la muerte legal, un equipo de criónica puede comenzar los procedimientos de preservación de inmediato. Los procedimientos de conservación con criónica están destinados a proteger los tejidos de sujetos criónicos mientras los enfrían a temperaturas por debajo de -120 °C con una alteración mínima de la estructura del tejido después de un paro cardíaco.
En la primera etapa de la crioconservación, la circulación y la respiración del sujeto criónico se restablecen mecánicamente, se le administran medicamentos protectores y se enfría rápidamente a una temperatura entre 10°C y 0°C. Se lava la sangre del sujeto y se reemplaza una cantidad significativa de agua corporal con una mezcla crioprotectora para evitar la formación de hielo. El sujeto se enfría a una temperatura por debajo de -120°C y se mantiene en criostasis. Cuando y si la medicina futura tiene la capacidad, se volverá a calentar al sujeto, se eliminará el crioprotector, se repararán los tejidos, se curarán las enfermedades y se rejuvenecerá al sujeto (si es necesario).
Enfriamiento
La conservación de alimentos en refrigeradores y congeladores se basa en el principio de bajar la temperatura para reducir la tasa de degradación bioquímica. El enfriamiento para reducir la tasa metabólica (y, en última instancia, para detener virtualmente los procesos químicos) está en el corazón de la práctica de la criónica. El enfriamiento inicial después del pronunciamiento de la muerte implica colocar al sujeto criónico en un baño de agua helada. El apoyo cardiopulmonar con compresión/descompresión activa mecánica también acelera el enfriamiento debido a la transferencia de calor de la sangre que fluye.
Los sujetos de criónica se enfrían con convección, una combinación de conducción y movimiento fluido. En la convección, un objeto sólido (como el objeto de la criónica) se enfría con un fluido (líquido o gas) que circula rápidamente, de modo que el fluido puede alejar el calor de la capa de conducción que rodea al objeto sólido. En el enfriamiento de un sujeto de criónica desde la temperatura del cuerpo humano (37 °C) hasta 10 °C, el enfriamiento por circulación rápida de agua helada es mucho más efectivo que el enfriamiento por bolsas de hielo o por agua estancada debido al efecto de convección.
La fórmula que rige la convección es la ley de enfriamiento de Newton, que iguala la tasa de transferencia de calor a hA(T s – T f ), donde T s es la temperatura inicial (de la cabeza o el cuerpo de un sujeto de criónica), T f es la temperatura final temperatura (temperatura del medio de enfriamiento, por ejemplo, agua helada o gas nitrógeno frío), A es el área superficial del sólido, y h es una variable que depende de la tasa de movimiento del fluido, así como de la conductividad térmica y la capacidad calorífica de el medio de enfriamiento. Un movimiento fluido más rápido y una conductividad térmica más alta aumentarán el valor de h. La ley de enfriamiento de Newton predice que la velocidad de enfriamiento es mayor al comienzo del enfriamiento cuando T s es mucho mayor que T f. La velocidad de enfriamiento declina exponencialmente a partir de entonces.
La reducción de la temperatura puede extender considerablemente el tiempo sin flujo sanguíneo antes de que ocurra un daño irreversible. Se ha informado que muchas personas, especialmente niños, sobreviven de 20 minutos a 1 hora o más de un paro cardíaco con recuperación neurológica completa después de accidentes hipotérmicos, como ahogamiento en agua fría. 1 , 2 La tasa metabólica se puede reducir drásticamente mediante el enfriamiento.
Se ha demostrado que la duración del tiempo isquémico necesario para causar un daño neuronal del 50 % en jerbos aumenta exponencialmente con la reducción de la temperatura cerebral de 37 °C a 31 °C. 3 Seis de seis perros hipotérmicos experimentales con temperaturas timpánicas de 10°C demostraron soportar 90 minutos de paro cardíaco sin daño neurológico subsiguiente, y dos de siete aguantaron 120 minutos sin daño neurológico evidente. 4 Los seres humanos han sido sometidos a un paro cardíaco hipotérmico profundo para cirugía aórtica durante más de 1 h sin déficits neurológicos graves. Los sujetos alcanzaron un silencio electrocerebral completo (índice biespectral electroencefalográfico cero) entre temperaturas de 16°C y 24°C, 5y se recalentaron sin déficit neurológico, lo que confirma que la actividad cerebral dinámica se puede perder y recuperar sin pérdida de identidad personal.
La extensión de la protección hipotérmica contra la lesión isquémica a temperaturas bajo cero se observa en la rana de madera del norte ( Rana sylvatica ), que puede sobrevivir en un estado semicongelado sin latidos cardíacos durante meses a temperaturas tan bajas como −3°C a −6°C con recuperación completa al volver a calentar. 6 En 1966, un investigador japonés reemplazó la sangre con glicerol para reducir la formación de hielo en los cerebros de gatos enfriados a -20 °C. Después de 45 días sin circulación sanguínea a -20 °C, los cerebros de gato revividos demostraron una actividad de EEG de aspecto normal. 7
La relación entre la velocidad de reacción (k) de las reacciones químicas (incluido el metabolismo y los procesos de lesión isquémica) y la temperatura (T) puede describirse mediante la ecuación de Arrhenius 8 :
donde T está en kelvins (K), E a es la energía de activación, R es la constante universal de los gases (8,314 julios (J)/mol-kelvin) y A es el factor de frecuencia (relacionado con la frecuencia de las colisiones moleculares y la probabilidad que las colisiones están favorablemente orientadas para la reacción). Tomando el logaritmo natural de ambos lados de esta ecuación da:
Para cada una de las dos temperaturas diferentes, T 1 y T 2, habrá una velocidad de reacción dependiente de la temperatura diferente, k 1 y k 2 :
Restar ln k 2 de ln k 1 da una sola ecuación para las cuatro variables:
que se puede simplificar a:
o
Las velocidades de reacción de las enzimas a varias temperaturas dan una gran aproximación a la relación entre la temperatura y la tasa metabólica. La lactato deshidrogenasa de músculo de conejo, que tiene una energía de activación (Ea ) de 13.100 calorías/mol, 9 puede tomarse como una enzima representativa. Usando una caloría termoquímica igual a 4,184 J da 54.810 J/mol.
Comparando la velocidad de reacción (k 1 ) para la lactato deshidrogenasa a 40 °C (313 K) (T 1 ) con la velocidad de reacción (k 2 ) a 30 °C (303 K) (T 2 ) se obtiene:
La velocidad de reacción a 40°C es casi exactamente el doble de la velocidad de reacción a 30°C o, por el contrario, bajar la temperatura 10°C tiene el efecto de reducir la velocidad de reacción casi a la mitad. Esto está de acuerdo con la regla Q 10 , es decir, una regla empírica que establece que entre 0°C y 40°C las velocidades de reacción se reducen entre la mitad y un tercio por cada 10°C de descenso de la temperatura. 10
Esta caída exponencial en las velocidades de reacción con la disminución de la temperatura significa que las velocidades de reacción se volverían infinitesimalmente pequeñas a temperaturas criogénicas (temperaturas por debajo de -100°C) si las reacciones químicas fueran posibles a esas temperaturas. La Tabla 1 compara la velocidad de reacción a 37 °C (310 K, temperatura normal del cuerpo humano) con las velocidades de reacción a temperaturas más bajas. Los resultados se produjeron utilizando la ecuación anterior.
| La temperatura | Referencia | Tasa relativa a 37°C | Relativo a 6 min a 37°C |
|---|---|---|---|
| 0°C (273 K) | hielo derritiéndose | 18 | 1,8 horas |
| −80°C (193 K) | Hielo seco | 400.000 | 4,5 años |
| −120°C (153 K) | Lentes de transición | 3 mil millones (3 × 10 9 ) | 34.000 años |
| −196°C (77 K) | nitrógeno hirviendo | 9 octillones (9 × 10 27 ) | 100 sextillones (10 23 ) año |
Si la velocidad de reacción de la lactato deshidrogenasa fuera representativa del metabolismo en general, el metabolismo a 37°C sería 18 veces más rápido que a 0°C. Experimentalmente se ha observado que la tasa de fosforilación oxidativa a 4°C es aproximadamente una vigésima parte de la tasa a 37°C, 11 una cifra que concuerda aproximadamente con el valor recién calculado.
Una velocidad de reacción que sea 9 octillones de veces más rápida a la temperatura del cuerpo humano que a -196 °C indicaría esencialmente que no hubo reacción durante milenios a la temperatura más baja. A este ritmo, se necesitarían 100 sextillones de años para que las reacciones bioquímicas isquémicas que ocurren a 37°C en 6 minutos ocurran a la temperatura del nitrógeno líquido. Pero incluso estas cifras subestiman la inercia química a temperaturas criogénicas más bajas porque la ecuación de Arrhenius se basa en la suposición de un medio fluido o gaseoso en el que es posible una química normal. Por debajo de -130 °C, incluso los tejidos de mamíferos vitrificados se encuentran en estado sólido, con una viscosidad superior a 10 13 poise, 12 , 13 una viscosidad aproximadamente 10 15 (un cuatrillón) de veces mayor que la viscosidad del agua a 20 °C.14 Las tasas de difusión resultantes son insignificantes a lo largo de lapsos de tiempo geológicos. A la temperatura del nitrógeno líquido, los tejidos de los mamíferos serían incluso estables frente a la radiación de fondo durante períodos de muchos siglos. 12
Es un error pensar que la congelación de tejido de mamíferos normalmente da como resultado la formación de hielo dentro de las células, lo que hace que las células exploten. A medida que los tejidos de los mamíferos se enfrían, el agua sale osmóticamente de las células para formar cristales extracelulares de hielo de agua pura. La solución descongelada contendrá concentraciones crecientes de electrolitos tóxicos. En última instancia, se formará suficiente hielo extracelular para aplastar las células en los canales no congelados restantes. 12 Si la trituración mecánica o los electrolitos tóxicos son la causa del daño que sigue a la formación de hielo durante el enfriamiento lento sigue siendo un tema de debate entre los criobiólogos. 15 La práctica de la criónica, sin embargo, se basa en esfuerzos para reducir o eliminar la congelación.
Vitrificación y almacenamiento criogénico
La práctica de la criónica ha buscado durante mucho tiempo minimizar la formación de hielo mediante la perfusión de sujetos de criónica con compuestos anticongelantes conocidos como crioprotectores, tradicionalmente glicerol. A partir de 2007, las dos principales organizaciones de criónica que realizan perfusiones crioprotectoras (Alcor Life Extension Foundation y Cryonics Institute) afirman haber eliminado la formación de hielo en el cerebro mediante el uso de solución de vitrificación, pero no hacen tal afirmación para otros órganos o tejidos. 16 , 17
La vitrificación es la solidificación a un estado amorfo (vidrioso), que es distinto del estado cristalino característico del hielo. El ámbar es un ejemplo familiar de un sólido vítreo (amorfo, no cristalino). Se puede hacer que el agua pura se vitrifique si se enfría a no más de tres millones de kelvins por segundo, 18una velocidad de enfriamiento poco práctica para los tejidos animales. La sacarosa se puede enfriar lo suficientemente rápido como para vitrificarse en "algodón de azúcar", pero con un enfriamiento más lento, forma un cristal de "caramelo de roca". Agregar jarabe de maíz a la sacarosa permite que se enfríe lentamente hasta el sólido no cristalino que se usa en las paletas. El dióxido de silicio se puede enfriar rápidamente a sílice vítrea o se puede enfriar lentamente a la forma cristalina (cuarzo). La cristalería y los cristales de las ventanas comunes se fabrican agregando óxidos de sodio y calcio al dióxido de silicio para producir un líquido fundido que puede enfriarse lentamente como un jarabe cada vez más viscoso hasta convertirse en un sólido amorfo (no cristalino). En ausencia de una transición de fase de cristal líquido a sólido a la temperatura de fusión/fusión, hay un gran aumento en la viscosidad (caracterizado como solidificación), que ocurre a una temperatura de transición vítrea (Tg ) que está determinada por la velocidad de enfriamiento.
Los crioprotectores que se usan con mayor frecuencia en criobiología incluyen el dimetilsulfóxido (DMSO), así como los polioles etilenglicol (un anticongelante para automóviles), propilenglicol (que alguna vez se usó para reducir los cristales de hielo en los helados) y glicerol (que se usa desde la década de 1950 para crioconservar esperma). y glóbulos). Todos estos compuestos son capaces de formar enlaces de hidrógeno con el agua para evitar que las moléculas de agua se organicen en hielo. Estos crioprotectores también actúan por interferencia coligativa que impide que las moléculas de agua formen la red de hielo. Las mezclas de crioprotectores pueden ser menos tóxicas que los crioprotectores puros y pueden eliminar por completo la formación de hielo.19
La dificultad para lograr una concentración suficientemente alta de crioprotector para eliminar la formación de hielo y, al mismo tiempo, minimizar la toxicidad del crioprotector, ha sido el factor limitante que impide una mejor recuperación de los sistemas biológicos de la crioconservación. El enfriamiento rápido puede permitir el uso de concentraciones más bajas de crioprotector para evitar la formación de hielo, pero el enfriamiento rápido se vuelve cada vez más difícil para tejidos cada vez más grandes. La toxicidad de los crioprotectores varía inversamente con la temperatura, por lo que el uso de mezclas de crioprotectores menos viscosos puede acelerar la penetración en los tejidos y, por lo tanto, reducir el tiempo de exposición del crioprotector a temperaturas más altas antes del enfriamiento.
Se han propuesto varias explicaciones posibles para la toxicidad de los crioprotectores, pero los mecanismos moleculares exactos siguen siendo difíciles de alcanzar. 20 En la medida en que los crioprotectores no destruyan moléculas, el daño que causan puede no ser irreparable. Además, se ha logrado un éxito considerable en la reducción de la toxicidad de las mezclas de vitrificación, 21 , 22 y no hay razón para creer que no se pueden lograr reducciones adicionales de la toxicidad.
El órgano de los mamíferos que ha sido estudiado por el mayor número de investigadores que intentan la vitrificación de órganos es el ovario. Se ha logrado un éxito variable con los ovarios de varias especies, pero el mayor éxito ha sido con el ovario de ratón. Los ovarios de ratón vitrificados criopreservados a -196 °C se han recalentado para producir tasas de nacimiento de crías vivas comparables a las observadas con ovarios frescos. 23
Un estudio realizado con cortes de hipocampo de rata mostró que es posible que los cortes vitrificados enfriados a un estado sólido a -130 °C tengan una viabilidad al recalentarse comparable a la de los cortes de control que no se vitrificaron ni se crioconservaron. Se observa que la ultraestructura de la región CA1 (la región del cerebro más vulnerable al daño isquémico) de los cortes recalentados está bastante bien conservada en comparación con la ultraestructura del tejido CA1 de control. 24 organizaciones de criónica perfunden cerebros con solución de vitrificación hasta que se alcanza la saturación.
Los tejidos que han sido vitrificados y crioconservados se evalúan tanto para la viabilidad como para la ultraestructura. La relación intracelular K + /Na + es un método comúnmente utilizado para evaluar la viabilidad, aunque otros métodos (como la medición del contenido de ATP intracelular) podrían ser útiles en el futuro. La bomba de sodio, que mantiene el potencial de membrana, no funcionará sin unirse a ATP y Na + dentro de la membrana y K + fuera de la membrana. Aunque una célula puede mantener un potencial de membrana durante varias horas sin una bomba de sodio funcional, la fuga lenta de Na + hacia la célula y la consiguiente fuga de K +fuera de la célula resultará en una pérdida completa del potencial de membrana después de varias horas. Del mismo modo, si la célula muere en el sentido de que ya no es capaz de producir energía (ATP) en la mitocondria, la bomba de sodio dejará de funcionar. Por lo tanto, las proporciones intracelulares normales de K + /Na + indican bombas de sodio en funcionamiento y membranas celulares intactas.
Para ensayar la relación intracelular K + /Na + , los tejidos se colocan en manitol para lavar los iones extracelulares. Luego se usa ácido tricloroacético para romper las membranas celulares y liberar iones intracelulares. Se puede utilizar un fotómetro de llama o un espectrómetro de absorción atómica para determinar las concentraciones relativas de iones de sodio y potasio. Los estudios de viabilidad de cortes de hipocampo vitrificados utilizando proporciones intracelulares de K + /Na + indicaron una viabilidad superior al 90% de lo normal. 24
En un estudio, se vitrificó un riñón de conejo, se enfrió a -135 °C, se volvió a calentar y se trasplantó a un conejo vivo. El trasplante anteriormente vitrificado funcionó lo suficientemente bien como el único riñón para mantener vivo al conejo indefinidamente. 25 Algunas personas imaginan la necesidad de entender la función cerebral como algo esencial para la criopreservación del cerebro. Pero en términos simples, un riñón produce orina y un cerebro produce conciencia. Un cerebro recalentado que está fisiológicamente restaurado debería ser capaz de producir conciencia no menos de lo que un riñón vitrificado recalentado puede producir orina. La preservación de la estructura y la restauración de la fisiología deberían resultar en la restauración de la función, independientemente del órgano o tejido.
La mezcla de vitrificación utilizada para conservar el riñón de conejo se conoce como M22. M22 es utilizado por la organización de criónica Alcor para vitrificar sujetos de criónica. Se ha demostrado que la perfusión de conejos con M22 preserva la ultraestructura cerebral sin formación de hielo. 26
El enfriamiento de 0°C a −130°C debe ser rápido para minimizar la posibilidad de formación de hielo. Cuando se enfría de -130 °C a -196 °C, la tensión térmica en grandes muestras sólidas vitrificadas puede provocar grietas y fracturas. 27 Aunque teóricamente debería ser posible enfriar a -196 °C con la suficiente lentitud para evitar el agrietamiento, se desconocen las velocidades de enfriamiento requeridas y pueden ser demasiado lentas para ser prácticas. El recocido de una muestra vitrificada cerca de la temperatura de transición vítrea puede reducir el estrés térmico, 28 pero esto puede no ser adecuado. Debido a su naturaleza mejor definida, el daño por agrietamiento puede ser mucho más fácil de reparar que el daño por congelamiento.
"¿Muerte Reversible?"
Tan recientemente como en la década de 1950, se creía que la muerte es irreversible cuando el corazón se detiene. Hoy en día está establecido que la reanimación cardiopulmonar (RCP) en combinación con desfibriladores externos automáticos (DEA) puede devolver la vida a muchas personas que estaban clínicamente muertas a causa de un paro cardíaco. 29 Pero todavía se cree ampliamente que después de aproximadamente 6 minutos de paro cardíaco sin circulación, ya se ha producido un daño cerebral irreparable.
En 1976, Peter Safar (el “padre de la RCP”) demostró que los perros podían someterse a 12 minutos de paro cardíaco sin daño neurológico mediante el uso de presión arterial elevada, norepinefrina, heparina y hemodilución con dextrano 40.30 Más de una década después , un experimento mostró que la actividad EEG espontánea volvió en el 50 % de los gatos sometidos a 1 h de isquemia cerebral global seguida de reperfusión y tratamiento con norepinefrina (o dopamina), heparina, insulina y tampones de acidosis. Seis de los 15 gatos sometidos a cuidados intensivos recuperaron la respiración espontánea, y uno de esos gatos sobrevivió un año completo con función neurológica normal (excepto ataxia leve). 31El límite de 6 min no es principalmente un fenómeno neurológico; es un problema de aumento de la resistencia vascular que puede superarse (en parte) aumentando la presión de perfusión. 32
La lesión por reperfusión se refiere al daño tisular infligido cuando se restablece el flujo sanguíneo después de un período isquémico de más de aproximadamente 20 minutos. El reabastecimiento de sangre después de un período excesivo de isquemia inicia procesos inflamatorios y hace que el oxígeno forme radicales libres tóxicos (especies reactivas del oxígeno) como el superóxido. 33 El superóxido producido por la xantina oxidasa daña el endotelio mucho más que el parénquima. 34 En condiciones inflamatorias, como ocurre en la reperfusión, la óxido nítrico sintetasa inducible puede aumentar la concentración de óxido nítrico a miles de veces los niveles normales. 35Durante la reperfusión, cantidades anormalmente altas de superóxido convierten casi todo el óxido nítrico disponible en perxonitrito, considerado como el agente que causa la mayor parte del daño a las células endoteliales de los capilares cerebrales. 36
A pesar de los efectos dañinos de la excitotoxicidad, la estructura del cerebro 37 normalmente se retiene post-mortem mucho más tiempo de lo que comúnmente se cree. En la corteza cerebral de ratas sometidas a oclusión del flujo sanguíneo a la corteza (isquemia cerebral), solo el 15% de las neuronas estaban necróticas después de 6 h. La mayoría de las neuronas (65%) no se necrosaron hasta 12 h después del cese del flujo sanguíneo. 38 Las neuronas aisladas de los cerebros de seres humanos ancianos autopsiados un promedio de 2,6 h post-mortem mostraron una viabilidad del 70-90% después de 2 semanas in vitro . 39
La razón por la que más de 6 min de paro cardíaco actualmente conduce a daño neurológico es en parte porque la isquemia inicia un proceso de autodestrucción neuronal (apoptosis) que tarda muchas horas en completarse. Pero hay terapias en el horizonte que pueden interferir con la apoptosis. Las neuronas en el sector CA1 del hipocampo son mucho más vulnerables a volverse necróticas después de la isquemia que las neuronas en otras partes del cerebro. 40 Pero la muerte celular en el hipocampo después de la isquemia se puede reducir significativamente mediante el uso de inhibidores de caspasa que detienen el proceso apoptótico. 41 Los inhibidores de caspasa también se han utilizado para bloquear la apoptosis en células hematopoyéticas crioconservadas recalentadas desde temperaturas criogénicas. 42La proteína Bag-1, que se une a miembros proapoptóticos de la familia de proteínas Bcl-2, ha demostrado potentes efectos antiapoptóticos en hígados de rata sometidos a lesión por isquemia/reperfusión. 43
La mayoría de los neurocientíficos están de acuerdo en que la base anatómica de la mente está codificada en las estructuras físicas del cerebro, en particular la conectividad del neuropilo y las fuerzas sinápticas 44 y posiblemente la estructura epigenética neuronal. 45 El hecho de que la ausencia total de actividad eléctrica en el cerebro no impida la recuperación neurológica completa 5 , 46 respalda la proposición de que la base última de la conciencia es estructural más que dinámica y, por lo tanto, puede conservarse a temperaturas criogénicas.
Es posible una recuperación significativa de la función de la corteza cerebral después de un accidente cerebrovascular, que se asocia con la redundancia del almacenamiento de información en el cerebro. 47–49 Las terapias de trasplante de células madre neurales tienen el potencial de aumentar aún más la recuperación del cerebro del daño debido a la isquemia, las toxinas y la lesión por criopreservación. 50 Estas consideraciones aumentan la cantidad de daño que puede ser tolerable para la restauración de un ser humano conservado criogénicamente en condiciones subóptimas.
La preservación de la estructura cerebral y la restauración de la función cerebral son esenciales para la criónica. Otros órganos y tejidos no son tan importantes porque la medicina futura debería lograr fácilmente la regeneración de órganos y tejidos artificiales mediante células madre. La regeneración de apéndices en salamandras ya se está utilizando como guía para la medicina regenerativa de mamíferos. 51 Los andamios fibrosos trenzados tridimensionales biodegradables 52 pueden utilizarse potencialmente para la construcción de órganos, si no de cuerpos enteros.
La criónica conservadora se esfuerza por minimizar el daño y minimizar la dependencia de futuras tecnologías de reparación molecular. En muchos casos, los sujetos de criónica han experimentado menos de un minuto de paro cardíaco antes de que se haya restablecido la circulación. La evidencia de que la base neurológica de la mente se conserva mucho más allá del límite de 6 minutos da la esperanza de que la medicina molecular para revertir la apoptosis y reparar los vasos sanguíneos dañados pueda permitir la recuperación de sujetos criónicos que no se beneficiaron de un tratamiento oportuno. Es poco probable que la criónica sea inútil después de 6 minutos sin circulación sanguínea. Muchos tejidos están vivos cuando el corazón se detiene y tardan horas en morir.
En las mejores circunstancias, los sujetos de criónica prácticamente no experimentan formación de hielo en el cerebro. Las reparaciones del tejido cerebral vitrificado que había experimentado poco daño isquémico podrían realizarse por encima de las temperaturas criogénicas, junto con la curación de enfermedades y el rejuvenecimiento.
Aunque existen requisitos legales sólidos para trazar una línea clara entre la vida y la muerte, las realidades biológicas y psicológicas apuntan a un continuo en lugar de estados binarios discretos. La conciencia emerge gradualmente del embrión al feto, del niño al adulto, y la conciencia puede disminuir gradualmente en las enfermedades neurodegenerativas. Después de que el corazón deja de funcionar, la base anatómica de la mente (el cerebro) se descompone durante un período de horas y días a un ritmo que depende de la temperatura. El carácter no binario de la conciencia también se haría evidente en sujetos de criónica revividos cuyos cerebros habían sido parcialmente destruidos y luego reparados, lo que resultó en amnesia parcial y restauración parcial de la identidad original.
Procedimientos Criónicos
Es aconsejable el pretratamiento de los sujetos con criónica terminal para reducir la lesión por isquemia/reperfusión, pero en la práctica rara vez se realiza. Por ejemplo, se ha demostrado que la inyección intravenosa de la forma alfa-tocoferol de vitamina E (20 mg/kg) 30 minutos antes de la isquemia reduce significativamente la peroxidación de lípidos y el daño neurológico. 53 Es mejor incluir tanto el alfa-tocoferol como el gamma-tocoferol porque el gamma-tocoferol elimina el peroxinitrito mientras que el alfa-tocoferol no lo hace. 54 El pretratamiento con vitamina E para pacientes con criónica tiene la ventaja adicional de reducir la coagulación de la sangre y no presenta el riesgo de sangrado gástrico asociado con la aspirina. Muchos aceites de pescado (especialmente el aceite de salmón) brindan el mismo beneficio, además de reducir el riesgo de paro cardíaco. 55La reducción de la coagulación en un paciente de criónica suele ser un gran beneficio. Pero para los pacientes que se someten a cirugía, la vitamina E y los aceites de pescado pueden estar prohibidos debido al peligro de sangrado excesivo.
Los procedimientos de criónica generalmente solo se practican en sujetos que han hecho arreglos contractuales y de financiación por adelantado con una organización de criónica (como Alcor Life Extension Foundation, la American Cryonics Society o el Cryonics Institute). En circunstancias óptimas, un sujeto de criónica será declarado legalmente muerto muy rápidamente después de que su corazón se detenga. Solo después de que se haya pronunciado la muerte legal pueden comenzar los procedimientos de criónica.
Una vez que se ha producido un paro cardíaco y se ha declarado la muerte, se pueden administrar medicamentos a un sujeto de criónica para mantener la sedación, reducir el metabolismo cerebral, prevenir/revertir la coagulación sanguínea, aumentar la presión arterial, estabilizar el pH contra la acidosis y proteger contra la lesión por isquemia/reperfusión.
Los procedimientos de criónica implican restaurar la circulación sanguínea y la respiración lo antes posible para mantener vivos los tejidos. En criónica, esto se denomina soporte cardiopulmonar (CPS) en lugar de resucitación cardiopulmonar (CPR) porque no se desea la resucitación después de que se ha declarado la muerte (una condición de no resucitar [DNR]). El propofol (2,6-diisopropilfenol) se administra en parte porque su acción sedante puede prevenir la reanimación, con el beneficio adicional de que puede ser neuroprotector. 56 Se ha demostrado que el propofol inhibe la apoptosis de las células neurales que puede ocurrir como consecuencia de la lesión por isquemia/reperfusión. 57
La heparina se usa para prevenir la coagulación de la sangre. La estreptoquinasa es el trombolítico habitual que se usa para romper los coágulos de sangre. THAM (tris-hidroximetilaminometano) es un tampón que mantiene el pH arterial sin producir dióxido de carbono y también mantiene el pH intracelular porque atraviesa fácilmente las membranas celulares. 58
Cuando el equipo está disponible, los equipos de criónica restauran la circulación y la respiración con dispositivos mecánicos capaces de restaurar la circulación tanto en la carrera descendente (compresión) como en la carrera ascendente (descompresión). La compresión-descompresión activa (ACDC) y la compresión abdominal interpuesta pueden mejorar considerablemente la perfusión del CPS. 59 La epinefrina se ha usado comúnmente para complementar el CPS al mantener la presión arterial, aunque también se puede usar vasopresina. 60
Mientras el sujeto de criónica recibe ACDC CPS, él o ella está en un baño de agua helada circulante. El enfriamiento es mucho más rápido en el agua que en el aire 61 y es mucho más rápido en el agua que fluye que en el agua quieta, de acuerdo con la ley de enfriamiento de Newton. El enfriamiento del sujeto de criónica también se acelera considerablemente por la circulación sanguínea resultante de ACDC CPS.
Una vez que el sujeto criónico se enfría por debajo de 10 °C, puede comenzar la perfusión con solución de vitrificación. La vitrificación del cerebro se logra mediante tiempos de exposición crioprotectores, que son considerablemente más largos que los observados para la vitrificación de cortes de hipocampo. Los crioprotectores son tóxicos, por lo que un mayor tiempo de exposición a los crioprotectores significa una mayor toxicidad para los tejidos expuestos. Pero los órganos grandes y los tejidos corporales no se pueden enfriar tan rápido como las rebanadas de tejido, por lo que se deben usar concentraciones más altas de crioprotector para evitar la formación de hielo.
Se han hecho sugerencias para que los sistemas almacenen sujetos criónicos a temperaturas cercanas a -130 °C para eliminar el agrietamiento debido al estrés térmico en el enfriamiento a -196 °C. Los sujetos almacenados justo por debajo de -130 °C aún estarían en estado sólido, en la medida en que las soluciones de vitrificación tengan una temperatura de transición vítrea justo por debajo de -120 °C. 20 Aún no se ha implementado el almacenamiento justo por debajo de −130 °C en todos los temas de criónica, excepto en unos pocos.
Los sujetos de criónica se almacenan en recipientes de nitrógeno líquido similares a botellas termo, un método de almacenamiento que es económico y no depende de la electricidad (y, por lo tanto, no es tan vulnerable a un corte de energía).
Ciencia y evidencia indirecta
Muchos críticos afirman que la criónica no es ciencia y no tiene la capacidad de convertirse en ciencia hasta que un mamífero haya sido recalentado y reanimado después de haber sido criopreservado a temperaturas criogénicas. Sin embargo, como lo demuestra la historia científica, la construcción de modelos basados en extrapolaciones de evidencia indirecta es fundamental para la ciencia.
Nadie ha visto nunca el núcleo de la Tierra. Se han construido modelos del estado del universo en la primera millonésima de segundo después del Big Bang. Los científicos describen el estado de la Tierra después de años de calentamiento global. Se han construido modelos del estado de los desechos nucleares contenidos cientos de miles de años en el futuro, modelos en los que se confía considerablemente en la eliminación de desechos nucleares. Los aterrizajes anteriores de humanos en la luna proporcionan evidencia indirecta de que los futuros aterrizajes de humanos en Marte pueden ser posibles.
Muchas personas crioconservan las células madre del cordón umbilical de su bebé recién nacido basándose en el potencial futuro de los avances científicos en lugar de basarse en la ciencia actual. Las células germinales y el ADN de especies en peligro de extinción se crioconservan de manera similar en previsión de la tecnología futura. Las vacunas contra la influenza solo tienen un 50% de posibilidades de proteger a una persona mayor de 65 años. 62 , 63 No es anticientífico arriesgarse a tratamientos médicos modestos o heroicos que están justificados por evidencia indirecta de alguna probabilidad de éxito en lugar de una garantía absoluta de éxito.
Si existen modelos plausibles para la reparación y reanimación de sujetos criónicos criopreservados, 64 , 65 parece razonable confiar en ellos al decidir sobre la criopreservación humana como un tratamiento a largo plazo que puede o no tener éxito. Esperar hasta que un mamífero criopreservado haya sido reanimado antes de criopreservar humanos podría significar que se perderán muchas vidas. Sería como esperar decenas de cientos de miles de años para garantizar que los desechos nucleares puedan contenerse antes de contener esos desechos. Existe evidencia indirecta para respaldar la afirmación de que la reactivación de un mamífero crioconservado no es esencial para que la práctica de la criónica esté científicamente justificada.
Conclusiones
Las bajas temperaturas ralentizan el tiempo biológico, deteniendo efectivamente el tiempo a la temperatura del nitrógeno líquido. Los crioprotectores reducen en gran medida el daño causado por la crioconservación de tejidos, y las vitrificaciones efectivas pueden prevenir por completo la formación de hielo. La toxicidad de los crioprotectores es probablemente una lesión reparable, y se siguen descubriendo medios menos tóxicos de crioconservación. Aplicada a humanos y animales, la crioconservación es un medio para lograr un estado biológico estable y en principio reversible.
Morir es un proceso que comienza, no termina, cuando se detienen los latidos del corazón y la circulación sanguínea. Cuando se declara la muerte legal en base a un paro cardiopulmonar, los procedimientos de criónica tienen como objetivo minimizar más lesiones al restaurar artificialmente la circulación sanguínea y reducir rápidamente la temperatura. La duración de la muerte clínica a temperaturas cálidas más allá de la cual se pierde la información cerebral que define a un ser humano puede ser de muchas horas.
La proposición de que el envejecimiento es una enfermedad que se puede tratar y quizás eventualmente revertir (rejuvenecimiento), se basa en el entendimiento general de que el envejecimiento consiste en una multitud de patologías específicas a nivel celular y molecular que se pueden estudiar, comprender y revertir con herramientas previsibles. Las patologías causadas por isquemia cerebral global (muerte clínica), por crioconservación y por otras enfermedades actualmente incurables son igualmente susceptibles de análisis y posible reparación futura. Si el daño por envejecimiento puede repararse en el futuro, no es descabellado pensar que el daño debido a los procedimientos de criónica también puede repararse. Y si el daño del envejecimiento se puede reparar en algún momento futuro,
