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Studio scientifico sulla crionica

Scientific Justification of Cryonics Practice

Benjamin BestIstituto della crionica. Klinton, Tawnship, Michigan, USA

Tesi

Le temperature molto basse creano le condizioni nelle quali i tessuti possono essere preservati per secoli, può darsi, conservando anche la struttura neurologica di coscienza umana. Con l`uso del processo noto come “vitrificazione”, i tessuti celebrali possono essere raffreddati fino alle temperature criogene senza formazione di ghiaccio. I danni causati da questo processo sono teoricamente reversibili, come il ringiovanimento è teoricamente possibile con l`aiuto delle tecnologie già esistenti. I danni al cervello causati dalla mancata circolazione del sangue sono provocati dal complesso insieme dei processi che richiedono piú di 6 minuti per terminarsi, proprio questo periodo è il limite per le tecnologie esistenti di rianimazione. La riperfusione (il recupero di circolazione sanguigna) effettuata dopo questo periodo danneggia soprattutto i vasi sanguigni ma non tocca i tessuti celebrali. L`apoptosi neuronale dura molte ore. Questo crea una finestra per un eventuale intervento tra la morte legale e una perdita irreversibile della vita per esseri umani o animali, quando è ancora possibile criopreservarli per una futura rinascita. Nelle condizioni ideali l`intervallo di tempo accettabile tra la morte clinica e l`inizio della procedura di criopreservazione dovrebbe essere inferiore a un minuto, ma l`intervalli piú lunghi sono anche accettabili. Nonostante il fatto che tutte le prove in campo di crioconservazione sono indirette, le molte scienze moderne le considerano come plausibili. Se in futuro le alterazioni complesse causate dall`invecchiamento diventeranno reversibili, può darsi che anche alterazioni causate dalla mancata circolazione sanguigna e criopreservazione saranno reversibili e potranno salvare le persone che richiedono un’assistenza medica ancora non esistente.

Informazioni generali sulla crionica

La crionica è una pratica che permette di conservare le persone e gli animali a temperature bassissime sperando che in futuro la scienza potrà rinascerli e ringiovanirli. Oggi la crionica può essere applicata solo dopo la morte legale del criopaziente.

Lo studio scientifico sulla pratica crionica è fondato su alcune idee chiave: (1) Temperature basse rallentano il metabolismo. La temperatura notevolmente bassa può completamente fermare alterazioni chimiche per secoli. (2) La formazione di ghiaccio può essere ridotta o totalmente evitata con l`uso di soluzioni per la vitrificazione.

(3) Essere morto dal punto di vista giuridico non significa “essere morto irreversibilmente”. La morte è un processo, e questo processo dura di piú di quello che siamo abituati a pensare. (4) I danni causati dalla conservazione a temperature basse e la morte clinica sono irreversibili oggi, possono teoricamente diventare reversibili nel futuro.

É necessario ottenere la dichiarazione ufficiale del decesso, perchè la criopreservazione non è un metodo riconosciuto dalla medicina ufficiale. Equipe di crionisti comincia ad agire subito dopo l`accertamento della morte. La criopreservazione deve prevenire i danni ai tessuti durante raffreddamento fino alle temperature inferiori a -120ºC e minimizzare le alterazioni nei tessuti dopo arresto cardiaco.

Alla tappa iniziale la circolazione sanguigna e la respirazione vengono mantenute con l`apparecchiatura, vanno usati i diversi farmaci protettivi, il corpo del paziente va raffreddato rapidamente fino alla temperatura tra 0 e 10ºC. Una parte del sangue viene sostituita con una soluzione di crioprotettore per evitare la formazione di ghiaccio. Il paziente va raffreddato fino alle temperature inferiori a -120º e resta nella criostasi. In futuro quando la medicina ne sarà a conoscenza, il paziente verrà scongelato, il crioprotettore verrà eliminato, i tessuti saranno rinnovati, le malattie curate e saranno effettuate le procedure di ringiovanimento (in caso di necessità).

Raffreddamento

La conservazione di prodotti alimentari in frigoriferi e congelatori è basata sul principio di riduzione della velocità di reazioni chimiche a basse temperature. Raffreddamento rallenta il metabolismo (alla fine dei conti lo ferma), questo è il principio primario su cui è basata la crionica. Raffreddamento iniziale subito dopo della morte legale viene fatto in una vasca piena di acqua e ghiaccio. L`applicazione del sistema artificiale per circolazione sanguigna e per respirazione a compressione periodica può anche accelerare il raffreddamento perchè il sangue circolante preleva il calore.

Il paziente va raffreddato tramite la convezione. Il metodo è basato su conducibilità termica e rapido prelievo di calore dalla superficie dell`oggetto da raffreddare con il liquido circolante o gas. Durante la convenzione, il criopaziente va raffreddato con una sostanza viscosa, e questa sostanza preleva il calore dallo strato attiguo. Per raffreddamento del corpo umano (37ºC) fino alla temperatura di 10ºC l`uso dell`acqua ghiacciata circolante è piú efficace dell`uso di ghiaccio in buste o vasche senza circolazione.

L’indice di conducibilità termica va definito con equazione della legge di Newton di raffreddamento, che descrive la quantità del calore prelevato come: hA(Ts-Tf), dove: Ts – temperatura iniziale (testa o corpo del criopaziente), Tf – temperatura finale (temperatura dell`agente raffreddante, e.g. acqua ghiacciata o azoto liquido), A – superficie da raffreddare e h – è una variabile, che dipende sia dalla velocità di circolazione dell`agente raffreddante che dalla sua conducibilità e capacità termica. Piú grandi saranno i valori della velocità di circolazione dell`agente e della sua capacità termica, piú grande sarà il valore di h. La legge di raffreddamento di Newton definisce che all`inizio del processo la velocità di raffreddamento è piú alta perchè Ts e piú alta di Tf. Dopodichè la velocità di raffreddamento rallenta esponenzialmente.

Senza battito cardiaco alle temperature basse le alterazioni nei tessuti del corpo avvengono piú tardi. Hanno comunicato che tante persone sono riuscite a sopravvivere recuperando completamente l`attività neurologiche dopo arresto cardiaco che durava da 20 minuti ad un’ora e anche di piú (soprattutto i bambini) nelle condizioni ipotermiche, per esempio dopo annegamento nell`acqua fredda. [1,2]. Il metabolismo durante raffreddamento rallenta notevolmente.

Come mostrano le prove sui gerbilli, l`ischemia provoca i danni ai 50% di neuroni e cresce esponenzialmente durante l`abbassamento della temperatura del cervello da 37ºC a 31ºC [3]. Tutti i sei cani, che sono stati portati nello stato ipotermico fino alla temperatura di 10ºC(misurata nell`orecchio), hanno dimostrato un totale recupero senza alcun danno al sistema neurologico dopo aver subito arresto cardiaco di 90 minuti; due da sette sono stati in questo stato durante 120 minuti senza alcun cambiamento visibile dell`attività neurologica[4]. Durante un intervento chirurgico sull`aorta i pazienti si trovano nello stato ipotermico più di un`ora senza alcun danno sensibile al sistema neurologico. Le persone che hanno subito lo stato di silenzio celebrale (indice bispettro zero su EEG) a temperature tra 16ºC e 24ºC [5], sono tornati allo stato normale senza i danni al sistema neurologico dimostrando una possibile perdita e recupero dell`attività celebrali senza perdere la personalità.

Una protezione ipotermica dai danni nelle condizioni ischemiche si può vedere sull`esempio di rana selvatica (Rana sylvatica) che si trova allo stato letargo senza battito cardiaco per mesi a temperature da -3ºC a -6ºC e poi ritorna in vita alle temperature ambiente [6]. Nel 1966 un ricercatore giapponese ha sostituito sangue nel cervello di un gatto con glicerina con lo scopo di evitare la formazione di ghiaccio e poi l`ha raffreddato fino a -20ºC. Il cervello stava a questa temperatura e senza battito cardiaco per 45 giorni, dopodiché è stato rianimato ed ha dimostrato una normale EEG [7].

Rapporto tra velocità di reazione chimica (k) (inclusi processi di metabolismo e danneggiamento ischemico dei tessuti) e temperatura (T) può essere descritto con una equazione di Arrhenius [8]

k = A exp ( Ea/RT)

dove: T – Temperatura in K, Ea – energia di attivazione, R – costante universale di gas (8,314 dJ/µK), A - coefficiente della frequenza

ln k = (- Ea/RT) + ln A

Per due diversi valori di temperatura, T1 и T2, abbiamo dipendenze variabili di velocità di reazione da temperatura , k1 и k2:

ln k1 = (- Ea/RT1) + ln A

ln k2 = (- Ea/RT2) + ln A

Sottrazione di ln k2 da ln k1 risulta in equazione di primo grado con 4 variabili:

ln k1 - ln k2 = ((- Ea/RT1) + ln A) - ((- Ea/RT2) + ln A)

Che può essere semplificato a:

ln (k1/k2) = (Ea/R)×(1/T2 - 1/T1)

или k1/k2 = e(Ea/R)×(1/T2 - 1/T1)

La velocità reazioni di fermentazione a diverse temperature da un buon rapporto tra le temperature e livello di metabolismo. Lattato deidrogenasi dei muscoli di un coniglio con energia di attivazione (Ea) 13100 calorie/mol[9] può essere considerato come un fermento tipico. Una caloria chimico-termica è uguale a 4.184 J, che risulta in 54810 J/mol.

Un confronto di velocità della reazione (k1) per lattato deidrogenasi a 40ºC (313 Kelvin) (T1) con la velocità della reazione (k2) a 30ºC (303 Kelvin) (T2) risulta in:

k1/k2 = e((54,810 J/mol)/(8.314 J/mol-K))×(1/303 K - 1/313 K) = 2.004

La velocità della reazione a 40ºC è due volte più veloce della stessa reazione a 30ºC o, al contrario, l`abbassamento della temperatura di 10ºC rallenta la velocità della reazione in due volte. Questo concorda anche con la regola di van`t Hoff, regola empirica, secondo la quale la velocità della reazione a temperature tra 0ºC e 40ºC si rallenta in 2-3 volte per ogni abbassamento della temperatura di 10ºC[10]. Tale cambiamento esponenziale d velocità all`abbassamento della temperature significa che la velocità della reazione diventerà talmente minuta nelle condizioni di temperature criogene(sotto -100ºC). Nella tabella riportata sotto, vanno confrontate le velocità di reazione a 37ºC (310 Kelvin, la temperatura normale del corpo umano) e le velocità di reazione a temperature piú basse, tutti i dati sono stati ricevuti usando l`equazione precedente.

L’opinione che raffreddamento dei tessuti di mammiferi porta sempre alla formazione di ghiaccio dentro le cellule provocando la loro rottura è sbagliata. Durante il raffreddamento l`acqua lascia le cellule, dopodiché vanno formati i cristalli extracellulari di puro ghiaccio. Residuo nello stato liquido contiene alta concentrazione dei elettroliti tossici. Il ghiaccio extracellulare va formato in tale quantità che provoca le rotture alle cellule nei canali non raffreddati [12]. La questione del problema di rottura delle cellule durante raffreddamento lento e soprattutto la sua causa principale: danneggiamenti meccanici o concentrazione di elettroliti tossici, è un oggetto di discussioni tra criobiologi [15]. La pratica della crionica moderna cerca di diminuire o completamente evitare la formazione dei cristalli.La velocità di reazione 9 ottilioni volte più veloce alla temperatura di corpo umano che a -196ºC e questo significa che alle temperature basse non ci saranno alcuni reazioni chimiche per millenni. Bisogna che passano 100 settilioni di anni per svolgimento delle reazioni biochimiche a temperatura di azoto liquido invece a temperatura di 37ºC le stesse reazioni si svolgeranno in 6 minuti. Ma anche queste cifre notevolmente diminuiscono l`inerzia chimica a temperature criogene perché l`equazione di Arrhenius è valida per liquidi e gas nei quali possono svolgersi le reazioni chimiche. Alle temperature inferiori a - 130ºC i tessuti dei mammiferi si trasformano allo stato solido amorfo con una viscosità piú di 1013 poise[12,13], che n 1015 (un quadrilione) piú grande della viscosità dell`acqua a 20ºC. Come il risultato la velocità di diffusione è insignificante nella vasta scala del tempo. Alla temperatura di azoto liquido i tessuti di mammiferi possono resistere alla radiazione di fondo per secoli [12].Se prendiamo lattato deidrogenasi come un fermento tipico, la velocità di metabolismo a 37ºC sarà 18 volte piú veloce rispetto a quella a 0ºC. É stato notato che il livello di fosforilazione ossidativa a 4ºC pari a 1/20 rispetto a 37ºC [11], ed è quasi uguale a quello calcolato.

Vitrificazione e criopreservazione

In campo della crionica i ricercatori sempre cercavano il modo per evitare la formazione di ghiaccio nei tessuti, è diventato possibile grazie all`uso di crioprotettori, nei primi tempi usavano soprattutto la glicerina. Nel 2007 due importanti organizzazioni crioniche (Alcor Life Extension Foundation e Cryonics Institute) hanno dichiarato che con l`uso di una soluzione vitrificante hanno evitato la formazione di ghiaccio in cervello; però non hanno fatto nessuna dichiarazione simile riguardante altri organi e tessuti.

La vitrificazione è una trasformazione allo stato solido amorfo diverso da quello di ghiaccio a cristallo. Un noto esempio della sostanza solida vitrificata (amorfa, non a cristallo) è ambra. L`acqua pura può essere vitrificata con una velocità non inferiore a 3 milioni K a secondo [18], tale velocità non è raggiungibile per tessuti degli animali. Saccarosio può essere raffreddato abbastanza presto e quindi possiamo vitrificarlo in “lana di zucchero” ma un raffreddamento più lento porterà alla formazione di un cristallo di zucchero. Mettendo un po di sciroppo di mais in saccarosio possiamo raffreddarlo più lento allo stato solido amorfo che viene usato anche in caramelle. Il diossido di silicio può essere raffreddato abbastanza presto per ottenere il vetro a quarzo vitrificato, usando un raffreddamento lento si può ottenere la sua forma a cristallo(quarzo). Nella produzione di vetro in diossido di silicio di solito aggiungono gli ossidi di sodio e calcio per far raffreddare la fusione lentamente e alla fine ottenere una sostanza solida amorfa.

Nonostante della mancata trasformazione a fase dallo stato liquido a quello a cristallo alla temperatura di fusione/cristallizzazione, la vitrificazione aumenta la viscosità della sostanza (effetto noto come insolidificazione), che succede alla temperatura di vitrificazione (Tg).

I crioprotettori popolari includono dimetilsolfossido (DMSO) e anche glicole etilenico (anticongelante), glicole etilenico era usato prima come integratore alimentare per evitare la formazione dei cristalli in gelato invece la glicerina viene usata dal 1950 per criopreservazione di sperma e sangue. Tutti questi composti possono creare i collegamenti idrogeni con molecule dell`acqua ostacolando la loro organizzazione in ghiaccio. Questi crioprotettori ostacolano la formazione di reticolo molecolare di ghiaccio grazie all’effetto colligativo. Le miscele a base di crioprotettori possono essere meno tossici rispetto a puri crioprotettori, e possono completamente cancellare la formazione di ghiaccio. L`uso di ghiaccio-blocattori (non crioprotettori, per esempio le proteina che possono ostacolare il congelamento chimicamente bloccando la crescita dei cristalli di ghiaccio ) nelle miscele per vitrificazione può ridurre la loro tossicità e concentrazione necessaria per vitrificazione [19].

Трудность достижения достаточно высокой концентрации криопротекторов для ликвидирования льдообразования, одновременно минимизируя повреждений от токсичности криопротекторов, и является ограничивающим фактором, препятствующим лучшему восстановлению биологических систем после криоконсервации. Быстрое охлаждение может позволить использование более низкие концентрации криопротекторов для предотвращения льдообразования, но быстрое охлаждение становится затрудненным с увеличением объёма тканей. Токсичность криопротекторов снижается при низких температурах, и использование менее вязких смесей криопротекторов позволяет увеличить скорость проникновения их в ткани и, тем самым, сократить время воздействия криопротекторов на ткани при более высоких температурах до охлаждения.

La difficoltà nel ottenere la concentrazione abbastanza grande di crioprotettori per eliminare la formazione di ghiaccio nello stesso tempo minimizzando i danni causati dalla loro tossicità è un fattore limitante che ostacola la rianimazione dei sistemi biologici dopo la criopreservazione. Un raffreddamento veloce permetterà di usare i crioprottetori meno concentrati per eliminare la formazione di ghiaccio, ma è difficile da usarli per una grande quantità dei tessuti. La tossicità di crioprotettori si abbassa alle temperature basse e l`uso delle miscele meno viscose permetterà di aumentare la velocità della loro penetrazione nei tessuti riducendo il tempo di azione sui tessuti alle temperature piú elevate prima di raffreddamento.

Sono state annunciate diverse spiegazioni sulla tossicità di crioprotettori, ma gli esatti meccanismi molecolari ancora sono sconosciuti. [20]. Siccome i crioprotettori non distruggono le molecule i danni provocati dal loro uso possono essere reversibili. Hanno raggiunto un successo notevole nel ridurre la tossicità delle miscele per vitrificazione [21,22], e si può presumere che una ulteriore riduzione sia anche possibile. L`organo mammifero piú studiato e piú usato nelle prove di vitrificazione è ovaio. Un successo variabile è stato mostrato con ovaie di diversi specie, pero hanno il successo piú grande hanno ricevuto usando ovaio di topi. Ovaie di topi vitrificati a -196 º C, sono state scongelate e usate per riproduzione, coefficiente di nascita era paragonabile a quello con uso delle ovaie fresche [23].

Le ricerche sui tagli di ippocampo dei rati hanno dimostrato che le cellule raffreddati fino allo stato solido a -130 º C, dopo scongelamento possono avere una vitabilità paragonabile a cellule non vitrificate o non criopreservate. La ultrastruttura del taglio scongelato della zona CA1 (zona celebrale che soffre di piú da ischemia) pare di essere conservata abbastanza bene in confronto a ultrastruttura del tessuto campione CA1 [24]. Organizzazioni crioniche riempiono il cervello con le miscele di vitrificazione fino ad una buona saturazione.

I tessuti vitrificati e criopreservati vanno valutati sia per la loro vitalità sia per la loro ultrastruttura. Per misurare la vitalità usano il rapporto tra ioni K+/Na+, ma in futuro potranno essere utili anche gli altri metodi come il misurare la concentrazione di ATP dentro di una cellula. La pompa a sodio che mantiene la potenziale transmembrana non funzionerà senza collegamento ATP con Na+ dentro della membrana e K+ fuori membrana. Nonostante il fatto che la cellula può mantenere la potenziale transmembrana per ore senza pompa funzionante, dopo qualche tempo può accadere che Na+ entrerà dentro di cellula e K+ ne uscirà fuori, tutto ciò può portare alla perdita di potenziale transmembrana. Analogamente se la cellula muore in senso che non produce piú ATP in mitocondrio la pompa a sodio smette di funzionare. Tuttavia il rapporto normale K+/Na+ garantisce sia il funzionamento delle pompe sia l`integrità delle membrane cellulari.

Per verificare il rapporto cellulare K+/Na+, i tessuti vanno messi in mannitol per eliminare ioni extracellulari. Poi usano un acido tricloroacetico per rompere le membrane cellulari ed emettere ioni cellulari. Per definire le concentrazioni relative di sodio e potassio si può usare lo spettrometro di assorbimento atomico o il fotometro. Lo studio di vitalità dei tagli di ippocampo vitrificato con l`uso di rapporti endocellulari K+/Na+ ha mostrato una vitalità il 90% piú grande rispetto alla quella normale. Il rene di un coniglio è stato vitrificato alla temperatura di -135ºC, poi è stato riportato a temperature ambiente e trapiantato in un coniglio. L`organo prima vitrificato funzionava abbastanza bene come rene unico per tenere il coniglio vivo per tanto tempo. [25]. Alcuni ricercatori pensano che per criopreservazione del cervello prima bisogna capire come funziona. Ma usando l`approccio semplicistico, i reni producono l`urina e il cervello produce la coscienza. Il cervello scongelato dopo crioconservazione e con totale recupero fisiologico dovrebbe produrre la coscienza con tale efficacia quanto un rene scongelato produce urina. Conservazione delle strutture e recupero fisiologico devono garantire un recuro di funzioni per tutti i tipi di organi e tessuti.

Per preservare i reni di coniglio hanno usato la soluzione per vitrificazione M22. M22 viene usato anche dall`organizzazione Alcor per la vitrificazione di criopazienti. É stato mostrato che la vitrificazione di coniglio con la soluzione M22 preserva la ultrastruttura celebrale senza formazione di ghiaccio[26].

Raffreddamento da 0ºC a -130ºC deve essere abbastanza veloce per evitare la formazione di ghiaccio. Durante il raffreddamento da -130ºC a -196ºC la tensione termica nei grandi campioni solidi può causare rotture e crepe nei campioni. [27]. Nonostante che il raffreddamento piú lento fino a -196ºC è teoricamente possibile, e questo permetterà evitare le crepe, ma la velocità di un tale raffreddamento è sconosciuta e può risultare insufficiente per uso pratico. Distensione nel campione vitrificato alle temperature di passaggio allo stato di vetro ci può eliminare la tensione termica, però questo può non essere sufficiente per risolvere il problema. Siccome i danni dovuti alle crepe sono molto evidenti, essi possono essere riparati facilmente invece di quelli dovuti al raffreddamento.

"Morte reversibile"?

Nel 1950 ancora credevano che dopo arresto cardiaco la persona moriva subito. Oggi hanno dimostrato che rianimazione cardio polmonare con l`uso dei defibrillatori automatici può riportare in vita tante persone dallo stato di morte clinica avvenuta dopo arresto cardiaco [29]. Ma tanti ancora pensano che appena passati 6 minuti dopo arresto cardiaco senza circolazione del sangue e il cervello subisca i danni irreversibili.

Nel 1976 Piter Safar (Peter Safar, inventore della respirazione artificiale) ha mostrato che i cani possono essere riportati in vita dopo 12 minuti senza battito cardiaco con l`uso di aumentata pressione arteriosa, noradrenalina, eparina, emodiluizione con destrani 4030. Dopo 10 anni è stato fatto un esperimento che ha rivelato che dopo riperfusione utilizzando norepinephrine(o dopaminum), eparina, insulina e restringente ad acido 50% di gatti hanno mostrato l`attività spontanea su EEG dopo un`ora di ischemia celebrale. I sei da quindici gatti sottomessi alla terapia intensiva hanno recuperato la respirazione spontanea, e un gatto ha vissuto un anno intero con buoni funzioni neurologiche (salvo una leggera atassia) [31]. Il limite di 6 minuti non è un fenomeno neurologico, ma il problema dell`aumento di resistenza vascolare, che può essere superata (parzialmente) con un`aumento della pressione di perfusione [32].

I danni da riperfusione sono i danni ai tessuti dovuti al ritorno di circolazione sanguigna dopo un periodo ischemico da 20 minuti o anche di piú. Circolazione del sangue ripristinata dopo un lungo periodo ischemico provoca diversi infiammazioni e obbliga l`ossigeno a formare i radicali liberi (forme attive di ossigeno) come, per esempio, superossido [33]. Generato con aiuto di xantina ossidasi il superossido danneggia il tessuto endoteliale più di parenchima [34]. Nelle condizioni di infiammazione che può manifestarsi dopo riperfusione, sintetasi adattivi di monossido di azoto possono aumentare la concentrazione di monossido di azoto in mille volte rispetto al livello normale [35]. Durante la riperfusione una grande quantità di superossido trasforma quasi tutto monossido di azoto in perossinitrito, il quale come pensano è proprio la causa di rotture nelle cellule endoteliali di capillari in cervello [36].

Nonostante dell`azione dannosa di eccitotossicità [37], la struttura celebrale di solito rimane nelle condizioni buoni più a lungo di quello che siamo abituati a pensare. Dopo una fermata di circolazione sanguigna per 6 ore (ischemia celebrale) nella corteccia celebrale dei rati sono stati necrotizzati solo 15% dei neuroni. La maggior parte dei neuroni (65%) non è stata necrotizzata fino a 12 ore dopo il fermo di corrente sanguigna [38]. Neuroni, prelevati durante autopsia dal cervello di persone anziani, morti circa 2.6 ore prima dell`autopsia, hanno mostrato una vitalità pari a 70-90% dopo la loro preservazione extracorporea [39].

Una delle cause perché dopo 6 minuti senza battito cardiaco cominciano a manifestarsi i danni neurologici è il fatto che ischemia avvia il processo di autodistruzione di neuroni(apoptosi) che dura molte ore. Ma tra poco possono essere scoperti i metodi per prevenire l`apoptosi. Neuroni nella zona CA1 di ippocampo sono sottoposti di più all`azione dannosa da ischemia che neuroni di altre parti del cervello [40]. Ma la quantità delle cellule distrutte in ippocampo dopo ischemia può essere ridotta

con l`utilizzo di inibitori caspase che possono terminare l`apoptosi [41]. Inibitori caspase possono essere applicati nelle cellule ematopoietiche criopreservati o scongelati per terminare l`apoposi [42]. Proteina Bag-1, che lega proteina d`apopotasi del tipo Bcl-2, ha dimostrato un potente effetto sul fegato di rati che hanno subito i danni da ischemia/riperfusione [43].

La maggior parte di neurobiologi suppone che la base anatomica dello stato di coscienza è decifrata nelle strutture fisiche del cervello, soprattutto nelle rete di neuropilo e nella forza di composti a sinapsi [44] e, può darsi, nella struttura epigenetica dei neuroni [45]. Il fatto, che anche una totale assenza dell`attività elettrica nel cervello non impedisce al recupero neurologico del paziente [45, 46], condivide la supposizione che, la base di coscienza ha una natura strutturale e non quella dinamica, e questo significa che essa potrà essere preservata alle temperature criogene.

Un buon recupero della corteccia celebrale dopo ictus può essere dovuta alla quantità eccessiva di informazione salvata in cervello [47, 48, 49]. Recupero celebrale dai danni causati da ischemia, tossine o criopreservazione può essere potenziato con una terapia di cellule staminali neuronali [50]. Queste considerazioni aumentano la quantità di limite dei danni che possono subire i pazienti alle condizioni subottimali di crioconservazione.

La preservazione della struttura di cervello e recupero delle sue funzioni è il problema principale della crionica. Altri organi e tessuti non sono così importanti, perché si aspetta che la medicina nel futuro potrà rigenerarli facilmente usando gli staminali. La rigenerazione delle zampe di lucertola va usata come punto di riferimento dalla medicina rigenerativa di mammiferi [51]. Carcasse tridimensionali da fibra intrecciata [52] biologicamente decompositate possono essere utilizzate per ricreazione degli organi, o anche dei corpi interi.

La crionica tradizionale cerca di minimmizzare i danni e dipendenze dalle future tecnologie molecolari di rigenerazione. Nei molti casi l`assenza di battito cardiaco durava non piú di un minuto dopodiché la circolazione è stata ripristinata. Le prove del fatto che la base neurologica della coscienza rimane intatta per 6 minuti lascia la speranza che la medicina molecolare potrà scoprire la terapia contro apoptasi e recuperare i vasi del sangue danneggiati tutto ciò può aiutare riportare in vita i criopazienti richiedenti l`assistenza medica ancora non esistente. É quasi improbabile che la crionica non può aiutare dopo 6 minuti dall` arresto cardiaco. La morte di tanti tessuti avviene solo dopo alcune ore senza battito cardiaco.

Nella situazione ideale il cervello di criopaziente non contiene i cristalli di ghiaccio. La riparazione dei tessuti vitrificati di cervello che hanno subito i danni da ischemia può essere effettuata alle temperature superiori a quelle criogene insieme con le cure di malattie e procedure di ringiovanimento.

Nonostante di neccessità legale nel definire un confine rigido tra la vita e la morte, dal punto di vista biologico e fisiologico possiamo parlare di una serie continua di stati e non semplice dicotomia. La coscienza sta sempre sviluppando a partire da embrione, feto, bambino, adulto e può degradare a causa di malattie di natura neurologica. Dopo arresto cardiaco la struttura del cervello si distrugge durante

ore o giorni con la velocità che dipende dalla temperatura. Natura non dicotomica di stati del cervello sarà evidente per quelli criopazienti riportati in vita di cui il cervello è stato parzialmente distrutto e poi rigenerato. Tale procedura può provocare amnesia parziale o recupero incompleto della personalità.

Procedure criogene

Un trattamento preliminare dei morenti, che dopo saranno criopreservati, con lo scopo di ridurre i danni da ischemia/riperfusione è desiderabile, ma in realtà non viene fatto quasi mai. Per esempio, iniezioni endovenose di vitamina E a forma di alfa tocoferolo (20 mg/kg) 30 minuti prima dell`ischemia, come è stato dimostrato, possono notevolmente ridurre ossidazione dei lipidi e danni neurologici [53]. Meglio combinare iniezioni di alfa tocoferolo e gamma tocoferolo, perchè gamma tocoferolo elimina perossinitrito invece alfa tocoferolo no [54]. Trattamento con vitamina E da un vantaggio nell`aumentare il tempo di coagulabilità del sangue e non mette il paziente a rischio di emorragia gastrica causata dall`uso di aspirina. Tanti tipi di grasso di pesce (soprattutto salmone) hanno i stessi vantaggi e possono anche ridurre il rischio dell`arresto cardiaco [55]. Riduzione di coagulabilità di sangue ai criopazienti, di solito, è un vantaggio, ma per pazienti sottoposti ad un intervento chirurgico, vitamina E e grasso di pesce possono essere vietati a causa di un eventuale emorragia.

Crioprocedure di solito vanno applicati solo alle persone che prima avevano accordi contrattuali e finanziari con crio organizzazioni ( per esempio Fondazione di prolungamento della vita Alcor, Società Americana sulla Crionica, Istituto della Crionica). Nelle condizioni ottimali, il criopaziente dovrebbe essere dichiarato legalmente morto abbastanza presto dopo arresto cardiaco. Solo dopo accertamento legale della morte si avviano le crioprocedure.

Non appena avvenuto arresto cardiaco e stata dichiarata la morte legale, vanno utilizzati i farmaci per sostenere lo stato sedativo, ridurre il metabolismo celebrale, prevenire la coagubilità di sangue, aumentare la pressione, stabilire рН da acidosi, e anche proteggere da eventuali danni causati da ischemia/riperfusione.

Le crioprocedure si includono un ripristino rapido di circolazione sanguigna e ventilazione polmonare con lo scopo di sopportare la vitalità nei tessuti. Nella crionica questa procedura va chiamata sopporto cardio polmonare (CardioPulmonary Support, CPS), è diversa da rianimazione cardio polmonare (CardioPulmonary Resuscitation, CPR), perchè la rianimazione dopo la morte non è opportuna (lo stato DNR - Do Not Resuscitate). Propofol (2,6- diisopropilfenolo) va utilizzato perchè il suo effetto sedativo può prevenire la rianimazione, poi possiede proprietà neuroprotettive [56]. É stato mostrato che propofol inibisce l`apoptosi delle cellule di nervi, che può avvenire a causa dei danni da ischemia/riperfusione [57]. Geparina va utilizzato per evitare coagulibilità del sangue. Il fermento trombolitico streptochinasi va spesso utilizzato per disolvere i coaguli del sangue. Tris(idrossimetil) amminometano (THAM, Tris-Hydroxymethyl AminoMethane) serve come barriera che mantiene indice arteriosa pH senza emissione di anidride carbonica e anche pH endocellulare grazie alla sua capacità di penetrare facilmente nella membrana cellulare [58].

L`equipe di crionisti ripristina la respirazione e la circolazione sanguigna usando l`apparecchiatura opportuna, che funziona sia a compressione (corsa giù) sia a decompressione (corsa su). L`uso di compressione-decompressione attiva (Active Compression-DeCompression - ACDC) con compressione addominale può aumentare l`efficacia di sopporto cardiaco polmonare [59]. Spesso insieme con le procedure di sopporto cardiaco polmonare va utilizzato epinefrina per sopportare la pressione, con lo stesso scopo può essere utilizzato anche vasopressina [60].

Durante la procedura di sopporto cardio polmonare con l`uso di ACDC il paziente sta nella vasca con l`acqua ghiacciata circolante. Raffreddamento in vasca avviene più veloce che in aria [16], e molto più veloce in acqua corrente che in quella stagnante secondo la legge di raffreddamento di Newton. Raffreddamento di criopaziente si accelera notevolmente grazie alla circolazione sanguigna mantenuta con sopporto cardiaco polmonare ACDC.

Appena la temperatura corporea del criopaziente sarà inferiore a 10ºC, può essere avviata la riperfusione con soluzione vitrificante. La vitrificazione del cervello con crioprottetore richiede piú tempo che la vitrificazione dei tagli di ippocampo. Siccome i crioprotettori sono le sostanze tossiche, la loro azione tossica sui tessuti celebrali aumenta insieme con la crescita del tempo di trattamento. Tuttavia gli organi grandi non possono essere raffreddati con una velocità di raffreddamento dei tagli di tessuti, per questo bisogna usare la concentrazione più forte di crioprotettori per evitarne la formazione di ghiaccio.

Hanno avanzato le proposte per creare i sistemi di conservazione di criopazienti alle temperature vicine a -130ºC, per evitare le crepe dovute allo stress termico durante il raffreddamento fino a -196ºC. Oggetti conservati alle temperature inferiori a -130ºC, sono già nello stato solido, però le soluzioni vitrificanti hanno la temperatura di insolidificazione inferiore a -120ºC [20]. Oggi quasi tutti criopazienti sono conservati alla temperatura leggermente inferiore a - 130ºC.

I crio pazienti sono preservati nei contenitori che assomigliano ad un termos normale, riempiti da azoto liquido. Questo metodo è molto economico e non dipende dalla corrente elettrica (non sensibile a black out).

La scienza e le prove indirette

Tanti critici dicono che la crionica non è una scienza e non lo può essere considerata fino al momento quando un mammifero sarà rianimato dopo crioprservazione alle temperature bassissime. Però extrapolazione delle prove indirette e la costruzione di modelli alla loro base è un metodo scientifico molto importante.

Nessuno ha mai visto il nucleo terrestre. Sono stati creati modelli dell`Universo nel primo secondo dopo Big Bang. I scienziati descrivono futuro stato della Terra dopo tanti anni di riscaldamento globale. Esistono i modelli che descrivono la decomposizione dei rifiuti radioattivi durante millenni di anni, e a questi modelli si basano ingeneri progettando i metodi di stoccaggio dei rifiuti. Sbarco dell`uomo sulla Luna e una prova indiretta della possibilità dei viaggi spaziali pilotati e sbarco sul Marte.

Tanta gente criopreserva le cellule staminali dei neonati sperando in potenziale della scienza nel futuro ma non della scienza moderna. Cellule riproduttive e campioni DNA delle specie sull`orlo di estinzione sono criopreservati e aspettano le tecnologie future.

I vaccini contro influenza proteggono solo al 50% le persone all`età superiore a 65 anni [62,63]. Rischiare usando le cure poco efficace o pericolose, che sono basate sulle prove indirette con successo parziale e garanzia non assoluta non è antiscientifico.

Se esistono teoricamente i modelli per rianimazione dei pazienti crioconservati [64, 65], è plausibile utilizzarli per la criopreservazione come un trattamento a lungo termine che può o non può avere il successo. Aspettare quando un mammifero crioconservato sarà rianimato prima di effettuare la crioconservazione delle persone, significa che saranno perse le vite di molte persone. E lo stesso che aspettare millenni per avere le prove che rifiuti radioattivi possono essere sotterrati prima di sotterrarli. Esistono le prove indirette per sostenere la supposizione che rianimazione di mammiferi criopreservati non è indispensabile per lo studio scientifico della pratica crionica.

Conclusione

La temperatura bassa rallenta il tempo biologico praticamente fermandolo alla temperature di azoto liquido. Crioprotettori diminuiscono i danni dovuti alla crioconservazione ai tessuti, una vitrificazione efficace permette di evitare la formazione di ghiaccio. La tossicità di crioprotettori probabilmente provoca solo i danni reversibili, inoltre, stanno per scoprire i mezzi meno tossici per crioconservazione. Per esseri umani e animali la crioconservazione può garantire uno stato biologico stabile che alla fine dei conti è reversibile.

La morte è un processo che non termina ma sta per iniziare senza battito cardiaco e circolazione sanguigna. Quando al fatto di assenza del battito cardiaco va dichiarata la morte legale le crioprocedure minimizzano gli ulteriori danni con un artificiale rinnovo di circolazione del sangue e abbassamento rapido della temperatura. Il periodo di morte clinica alla temperatura alta dopo il quale inizia la perdita dell`informazione sulla personalità può durare alcune ore.

La supposizione che l`invecchiamento è una malattia curabile e probabilmente ritornarlo indietro (ringiovanimento) è basata sull`idea che invecchiamento consiste da tante patologie sul livello molecolare e cellulare, che possono essere studiate, e riparate tramite mezzi da inventare in futuro prossimo. Le patologie dovute a ischemia celebrale globale (morte clinica), al processo di criopreservazione, sono anche le malattie non curabili oggi, possono essere analizzate e possibilmente riparate nel futuro. Se i danni causati dall`invecchiamento potranno essere riparati nel futuro è plausibile pensare che anche i danni dovuti alle crioprocedure possono essere riparate. E se la medicina riuscirà ad eliminare i danni dall`invecchiamento nel futuro, la crionica potrebbe diventare la possibilità unica per le persone viventi oggi ricevere tutte le future tecnologie per curare le malattie non curabili e effettuare ringiovanimento

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http://translated.by/you/scientific-justification-of-cryonics-practice/i... Оригинал (английский): Scientific Justification of Cryonics Practice Перевод: © Ежов Матвей, Feuerfrei, Михаил, Артюхов И.В., Медведев Д.А., coced, Попов А., zakal, Валерия Прайд, hellt. translated.by

Traduzione: © Ejov Matvei, Feuerfrei, Mihail, Artuhov I.V., Medvedev D.А., coced, Popov А., zakal, Valeria Pride, hellt. translated.by
L` elenco di letteratura e version eletronica dell`articolo sono accesibili su:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18321197

http://www.liebertonline.com/doi/abs/10.1089/rej.2008.0661

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