Fortæl en fremmed ved et middagsselskab, at du arbejder med kryonik, og det første du hører, næsten uden undtagelse, er en variant af: »Så, I fryser folk ned?« Det er den mest udbredte misforståelse om kryonik, og den har stor betydning. Kryonik nedfryser ikke mennesker. Nedfrysning er faktisk noget af det mest skadelige, man kan udsætte en hjerne, der skal bevares, for. Det, der i stedet sker, kaldes vitrifikation. Forskellen svarer til forskellen mellem at ødelægge en struktur med iskrystaller og at bevare den i en glasagtig tilstand.
For at forstå, hvorfor forskellen er afgørende, må man se på, hvad kulde gør ved vand. Menneskekroppen består hovedsagelig af vand, og hjernen består omkring 73 % af vand målt efter vægt. Vandet er den afgørende faktor.
Hvad nedfrysning egentlig gør
Vand har en egenskab, der i denne sammenhæng er særligt problematisk: Det udvider sig, når det fryser. Når flydende vand køles ned til 0 °C, bevæger molekylerne sig langsommere og danner et stift krystalgitter. Gitteret fylder omkring 9 % mere end vandet gjorde i flydende form. Det er derfor en glemt flaske sprænger i fryseren. Det er også derfor nedfrysning er så ødelæggende for levende væv.
Når stort væv fryses, dannes det meste af isen i rummene mellem cellerne snarere end inde i dem, og to skadelige ting sker samtidig. Den voksende is presser cellerne ind i stadig mindre rum og fordrejer vævet omkring dem. Samtidig koncentreres salte og andre stoffer i de stadig mindre væskelommer, der er tilbage, når rent vand udskilles af opløsningen og danner is. Til sidst bliver koncentrationerne giftige for cellerne. Vævet udsættes altså samtidig for mekanisk sammenpresning og kemisk forgiftning.
Man har set resultatet i lille skala. Frys et jordbær, og tø det derefter op. Det bliver grødet og slapt, fordi iskrystallerne har sprængt cellevæggene, så strukturen ikke længere kan holde formen. Forestil dig nu den samme skade i det organ, hvor strukturen er afgørende. I hjernen afhænger identitet og hukommelse af neuroners og synapsers præcise forbindelser, som beskrevet i hukommelse, identitet og hjernen. Netop derfor er denne type krystalskade uacceptabel.
Vitrifikation: fast uden is
Vitrifikation er udvejen. Ordet stammer fra det latinske vitrum, som betyder glas, og betegner den glasagtige tilstand, processen skaber. Et vitrificeret stof er fast og meget koldt, men det krystalliserer aldrig. Molekylerne bevæger sig langsommere og fastholdes i den samme uordnede struktur som i væskeform. Derfor dannes der ingen krystaller, ingen udvidelse og ingen skarpe kanter, der kan rive vævet i stykker. Strukturen bevares så tæt som muligt på sin oprindelige tilstand uden at blive frosset til is.
At få en menneskekrop til at vitrificere i stedet for at fryse kræver kemi. Det meste af kroppens vand udskiftes med kryobeskyttende midler, en form for medicinsk frostvæske, gennem en proces kaldet perfusion. Disse midler sænker den temperatur, hvor den resterende væske ville krystallisere, og lader den i stedet gå over i den glaslignende tilstand. Når kroppen køles gennem den glaslignende overgangstemperatur, et sted omkring -120 °C til -130 °C, bliver væsken i vævet glasagtigt fast. Fra dette punkt er kroppen vitrificeret: De biologiske processer er standset, strukturen er bevaret, og de kemiske processer bag forrådnelse er bremset kraftigt.
Hvordan vitrifikation ser ud i praksis
Det er ikke en enkelt dukkert i noget koldt. Det er en omhyggelig, trinvis medicinsk procedure, som skal sættes i gang så hurtigt som muligt efter dødsfaldet. Når den juridiske død er konstateret, går der for hvert minut mere af den biologiske struktur tabt. Derfor er hurtig indsats afgørende, og hele feltet er organiseret omkring kapløbet mod cellernes nedbrydning. Et standby-team arbejder på at stabilisere patienten, etablere kunstig cirkulation og påbegynde hurtig nedkøling, mens kroppen holdes over frysepunktet. Målet er at undgå isdannelse, før de kryobeskyttende midler er nået ind i vævet.
Derefter følger perfusionen: Kryobeskyttelsesmidlet føres ind i kredsløbet i gradvist stigende koncentration og fortrænger gradvist vandet i kroppens væv, mens temperaturen sænkes. Først når vævet er mættet, køles patienten videre ned til -196 °C og placeres til langtidsopbevaring i en Dewar-beholder. Hvert trin har ét formål: glas, ikke is.
Så næste gang nogen spørger, om I »fryser døde mennesker ned«, har du et præcist svar. Nej. Vi gør det modsatte af nedfrysning, med vilje, fordi nedfrysning ville ødelægge netop det vi forsøger at bevare.
TL;DR: Nedfrysning danner iskrystaller der skader vævet. Vitrifikation bruger kryobeskyttende midler og kontrolleret nedkøling til at opnå en glaslignende tilstand med langt mindre isdannelse.
Udforsk dette praktiske værktøj
Brug det interaktive værktøj til at udforske spørgsmålet i denne artikel.
Indlæser det interaktive værktøj...
Læs mere