Шта је Црионицс и да ли је могуће наћи бесмртност у течни азот

Било је потребно више од педесет година од дана када је први Калифорнија цриопресервед људско тело тако што ћете га хлађења до температуре испод -70 степени Целзијуса. Овај човек је био јамес Бедфорд, Професор психологије на Универзитету у Калифорнији. Бедфорд терминално оболелих од рака одговорила на понуду Црионицс Социети оф Цалифорниа, која је обећала слободно замрзнути тело првог волонтера после његове смрти. Од тада, Бедфорд тело је у стању хладне течног азота у очекивању да ће наука развија како би могао да му дам још једну шансу за живот.

Током протекле од '51 Црионицс је значајно еволуирао и чак претворена у бизнис, а расход од замрзнутих људи који чекају ускрснуће, траје већ за неколико десетина.

Замислите да имате омиљену баку, која је недавно осећа веома добро. Грандмотхер хеави наследна болест изазвана познатог медицинског мутацију. Иако је механизам настанка и развоја болести је познато да скоро сва наша савршена Треат Хер медицине док не знаш како. Дакле, редовно сударају на вестима

геномска уређивањеДНК вакцина и успех тестирања првог ЦРИСПР / Цас9 система, схватите да чак и само неколико 20-30 година, и твоја бака могли добити кратак курс ДНК терапије да се опорави. Међутим, као што смо првобитно договорено, бака осећа лоше данас и не у 20-30 година немате резерву.

Очигледно је да је најлогичније излаз би био да некако добије на времену, "замрзавање" болести. На пример, замрзавање бака буквално - њено тело може сачувати до бољих времена у течности азот уз очекивање да ће у будућности свака болест, без обзира на то колико је тешко то може бити, лекари ће моћи да лек. Направи замрзавање када је живот немогућ у праву (и баком против), али већ можете наручити да након утврђивања чињеница о смрти, тело је сачувана за будућност у најкраћем могућем року.

Компаније које нуде такве услуге већ постоји. И не само негде у САД, али и, на пример, овде имамо при руци, у предграђу. Компанија "КриоРус" свод који се налази у Сергииев Посад, је радила ово дуги низ година и за неке 36 хиљада долара је спремна да обезбеди трајно чување тела. Ако ће то изгледати скупо, за смешне 15 хиљада долара може да се чува одвојено главу или мозак. Поред тога, компанија је спремна да пружи својим клијентима чак рате или годишњу претплату. Слажем се, било би чудно да се не искористе ове приступачне услуге, а посебно јер је једина алтернатива у овом случају - да ли је смрт, покоп и коначног распада.

У примеру хипотетичке баке ова одлука чини најлогичније и једноставно. И многи људи се суочавају са овим дилема није хипотетички, али сасвим реална, усудио на овај корак. Данас, они су већ рачуна иде на стотине људи.

Проблем је у томе није свака одлука која логично и једноставно, у ствари, истина.

Не постоје гаранције и назад - да су покушаји да се спасу животи на ниским температурама осуђена на неуспех, а ангажовани су у ово, кажу, само варалице. Живот је много компликовано ову шему, али да би се разумели где је ова прича је граница између науке и надриапотекарства, биће потребно доста дугу причу.

Физичар Мицхио Каку сажето, али убедљиво објаснити Црионицс проблеме у свом садашњем облику.

Постоји Старман чека на небу

У лето 1931. године Роб Еттингер је 12 година. То је било време врхунцу Велике депресије, а нарочито акутни економска криза је осетио у Детроиту, где Роб док је живео са својом породицом (узгред, дошла из Русије). Као и већина његових вршњака, дечак је био склон научне фантастике, а њен главни извор у то време били илустрованих часописа као што су "невероватне приче» (Амазинг Сториес), који је објавио такве класике попут Жила Верна и ХГ-Енгине. И овде, у питању "Амазинг Сториес" за јули 1931. године Роб наишао на причу о "Спутник Јамесон, "чији је аутор био је важан за историју жанра, мада не добро познато данас, аутор научне фантастике Неил Џонс.

Радња приче је ово: један професор Џејмсон (нешто као Елон Муск 1930) шаље своје тело у орбити уз очекивање да у космосу, на температура близу апсолутној нули, постаје независна сателит наше планете, а на неодређено време ће остати нетакнути (смо недавно Видели смо каоСамо са лутка уместо тело).

У причи о томе шта се дешава: после милиона година људи-трке механичких киборга Џејмсон нађе тело у орбити, његова мозга оживети, повезан са роботских "скелет", а бивши професор постаје пуноправни члан ванземаљског друштва будућност.

Прича је трајан утисак на Оеттингер, и помисао на могућност неодређени складиштење тела на ниске температуре за њим до краја живота. Неколико година касније та искуства преплићу вест о раду француског биолога и филозофа Јеан Ростанд, који један од првих научио да сачува биоматеријала одрживих Суб-Зеро температуре - Француз је радио са спермом жабе.

Године 1947, импресиониран његовим достигнућима Еттингер написао причу која се зове претпоследњем Трамп, у коме је идеја о Црионицс је први пут развијен у већини живим детаљима. По мишљењу Роб, ова технологија би требало да постане нека врста једном правцу времеплов, са којим ће бити могуће достави смртно болесних пацијената у светлу будућност високе технологије медицине и на тај начин обезбедити неограничен дуговечност Лице.

Прича је објављена у часопису Сциенце Фицтион запањујући приче, а после деценију и по грубо исте идеје, али у не-фиксхен формату Етингер је наведено у његовом Опус Магнум, књига "Перспецтиве бесмртност. "

Следи објављивање борбе за признавање, први присталице васпитања Црионицс друштво и, коначно, први прави замрзавање. Етингер је живео прилично дуг живот, није видео успоне и падове покрета чији је оснивач њега и умро тек 2011. године, у доби од 92 година. Као што можете замислити, његово тело је замрзнут у течном азоту: Црионицс отац постао 106. "Пацијент» Црионицс Институт.

Оснивач компаније Алцор Мак Мур води у обилазак својих цриосторагес - највећи на свету данас.

Песма без пламена леда

Оеттингер идеје постала језгро покрета, који се сада зове трансхуманизам. Црионицс у њој раме уз раме са циборгизатион, пропаганда радикалног живота проширења, сада је у моди биохакингом и други Циберпунк. У зависности од личног темперамента и образовних ових трансхуманист идеја може да мутира у мање или више радикалних облика, почев од сасвим реално (да растепољопривредници тела вештачки органи) у потпуности завиралние (као што је пресељења свести на Интернету).

Причају причу о свему овоме покрет у једном тексту ће бити могуће, па чак и врло практичан аспект Црионицс, невероватне приче оснивање предузећа и алцор "КриоРус 'прича и искустава својих клијената и критичара, скандала са стечају и губитак АЛЦОР тела" Црионицс "- све пратња која је картон око Црионицс за неколико деценија, описан је тако детаљно да ће покварити туђих приче бити препричавање бесмислена.

Зато нам дозволите за тренутак оставимо по страни скандалима и интригама, да замрзавање услуге постојање као реалност и Трудимо се да се баве како, у принципу, племените циљеве Црионицс су достижни, а искористила свој методе су адекватни задаци. За то нам је потребно да улазите у њу, понашање воде, ћелија и ткива живи на ниским температурама.

Основна премиса постојања Црионицс је чињеница да на температурама блиским апсолутној нули, хемијски процеси су успорени драматично, и То значи док се заустави на живим ткивом, што омогућава да се поправи стање система до тренутка када смо одлучили да је неопходно до.

Оправданост оваквог приступа је приметио чак у (добра стара) ван'т Хофф правилу, према којој "на температура је снижена на сваких 10 степени константна хомогена елементарна реакција степен опада 2-4 пута. " За биолошко ткиво, који, на пример, охлађен до 37 ° Ц до тачке кључања течног азота, то значи ретардација оф обрађује најмање 13 редова величине (223), а реакција ензима, који за биолошким системима су много важније, брзина пада ће бити више.

Ако говоримо само о тренутном успоравања реакција, нарочито на месту складиштења, нема проблема у Црионицс не. Ово је признато чак је најжешћи критичари. Проблеми настају у свим другим местима.

Да достигне температуру течног азота, тело прво мора се хладити. Према томе, постоји мноштво сложених ефеката. На пример, ћелијске мембране губе еластичност, као протеини, пројектоване да раде на собној температури, може почети да Денатурирати. А онда, и више - важне ствари које могу да поништи напоре да се очува виталност ћелија, али њихов утицај ПАЛЕС пред проблемом ледених кристала.

Детаљан механизам воде кристализације није тако једноставно као што можда изгледа: он је добро проучена у случају чисте воде (иако постоји само једна фаза у леду познатом 17 комада), међутим, поред Х₂О, у ткивима постоје соли и протеини, и шећери и полу-пропусних мембране, и многе друге ствари.

Узрок леда термодинамички фаворизован на процесној температури падне испод одређеног прага. Присуство соли у води, шећер и друге супстанце могу смањити овај праг, али ова зависност је сувише тешко: на пример, со НаЦл може одржавати течну воду тачно -21.4 степени Целзијуса, после чега даље повећање његове концентрације, насупрот томе, доводи до наглог повећања прага до собу температуре.

Више имати на уму да само по себи "профитабилност процеса" не подразумева његову непосредну примјену термодинамике само контролише смер реакције, али не брзину. И ова стопа је, наравно, сама зависи од температуре.

Графикон се може видети тачке смрзавања натријум хлорида у воденом раствору при различитим концентрацијама соли. На најнижој тачки, на температури од -21.4 степени Целзијуса НаЦл фракције је 24 масених процената. Концентрација је дат у моларним јединицама.

Узмимо један конкретан пример. Шта се обично дешава са малинама које желите да замрзне током зиме у замрзивачу? Обично добија екстерно лепе, тврде бобице које после одмрзавања претвори у кашу различитим степеном хомогености. Ово се дешава због тога што ћелије у облику ледених кристала који ремете мембрану интегритет и прати садржај у екстрацелуларни простор. Ако замрзнути у лед кавезима појавио, онда би се ситуација и уштедели ћелије немају никакве шансе.

Неки нарочито радикалне заговорници Црионицс се верује да може доћи у помоћ далекој будућности нанороботс да ће моћи атомвисе поправку оштећених ћелија. Таква фантазија је боље да прочита оригинал (на пример, овдеТехничка изводљивост Црионицс), Стално у односу изјаве аутора са способношћу стварним нанороботс (што јеЋелијски Транспорт Испорука: Ка помоћног оплођења од Сперма-носилаца микромотори), И извући закључке сами.

Ако се настанак интрацелуларног кристала леда - Тхис Инстант суд, може бити, овај процес се може спречити тако што поступак замрзавања Складнији? Заиста, интра- и ванћелијски простор снажно карактерише њихов обим и структуру, Стога, појава леда нуклеације указује знатно вероватније је у интерцелуларног простор. Покретању хлађење система (тј, поред температуре топљења) од брзине формирања леденог ограничена број нуклеације бодова, тако да довољно споро хлађење ледом погодно дође напоље, уместо унутрашњости ћелије.

Ово је потенцијално много повољнија ситуација, али постоји један "али": лед не стоји у својој структури готово но нечистоће, и зато све соли Сахара интрацелуларни медиум током кристализације су истиснуте у течност фаза. Због тога, осмотски притисак у ткиву се десетоструко повећава и ћелије су подвргнуте заиста спорог мумифицирање у сланој води (ово је приказано јасно у огледима где уместо изложености хладних ћелије се једноставно поставе у раствору соли чија концентрација одговара датој температури, - резултат у оба случаја ПЕРФЕЦТЛИ подудара).

Графикон испод - однос погинулих еритроцита (нивои хемолиза) у два експеримента. У првом смрзавања спроведена у другој - само инкубације у сланом раствору. У овом другом случају, концентрација раствора одговара осмотског притиска у течној фази замрзнутог крви добијени на основу прорачуна.

Дакле, спори ћелија за хлађење не поцепан као у брзо, већ напротив, пресуше. Али је мало вероватно да задовољи присталице Црионицс: испоставило се да је подешавање брзине хлађења, могуће је контролисати само узрок смрти ћелија, а не елиминишу га се.

Испод графикона је преживљавања различитих типова ћелија у различитим стопама хлађење: види се да чак иу случају примитивни једноћелијски квасци се оптимална хлађење води стопа на чињеницу да је пола ћелије неповратно нестаје. То није проблем за квасац, у коме једна ћелија је довољна да поврати соја. Али шта ће се десити ако (стављање огромне напоре) да ће неко моћи да оствари сличан ниво преживљавања ћелија током криопрезервација људских? Као максимално, имате при руци неће бити леш, али само полу-лешеви.

На наредном графикону - сурвивал однос након циклуса смрзавања / одмрзавања ћелија у узорку зависности режимом хлађења. За све узорке - обе квасца и животињских ћелијских линија - постоји само једна тачка оптималних стопа хлађење и опстанак у њој је далеко од 100 процената.

Време и стакло

Испоставило се да за одржавање ћелије у животу када замрзнут је немогуће, а рад свих ових Црионицс предузећа - то је чиста превара?

Што се тиче другог дела ове изјаве, већина научника верују овако нешто. Али, овде је први део је заправо нетачно, иначе не би било смисла у свом овом причом.

Експерименти на очувању живих ћелија и ткива на ниским температурама се одржава, и прилично успјешно, али њихов стварни резултати су још увек веома далеко од ових амбициозних циљева који Црионицс компанија као што је давно Одлучили смо.

Она би требало да једно терминолошко разлику. Ако Црионицс - враћа се Еттингер идеју о очувању људског тела за будућу ревитализацију и лечење, развој метода очување ћелија и ткива при ниској температури се назива Криопрезервација (Криопрезервација), и сви пратећи сциенце - Талијански. Значајан део стручњака из ове области - то ембриологистс, који се стално унапређује методе замрзавања и одмрзавања сјемена, јајних ћелија и ембриона, па чак и полних ткива.

Научници су стално покушавају да се прилагоде постојеће технике Криопрезервација за све велике и сложене тела. Већ савладали крвних судова, хрскавице и рожњаче, експерименти на животињама су изведена са бубрезима и јајника. Али пренос људском телу је у потпуности произведена сада - то је као да прода земљиште на егзопланете трапист системаСедам умерено легендаран планете око оближњег ултрацоол патуљасте звезде трапист-1: Можете, наравно, али немојте се изненадити ако ће се сматрати битанга.

Како могу да сачува виталност ћелија током замрзавања, уколико, као што смо већ утврдили, нити висок ни низак, брзина хлађења није у стању да спречи формирање леда?

Постоји нада да је још увек могуће, је иза термина "Витрификација" (од латинске корена Витрум - "стакло").

Витрификација или застакљивање, подразумева добијање испарљиви супстанцу у аморфном стању, при чему формирање кристала леда при ниској температури и даље термодинамички повољна, али не јављају у Кинетички разлога.

Витрификација је могуће постићи у случају стопе раста кристала не држи корак са повећањем вискозности јавља при нижим температурама. Чињеница која је неопходна за кретање молекула воде према напред раста кристала и брзине тог процеса раста кристала зависи од вискозности. Ако додате решење супстанца, која повећава вискозност, молекуларна кретање ће бити готово незаустављив, а уз то, и заустави раст кристала. Систем као што заледи, и достизање енергичније повољном стању.

Витрификација - није чаробни штапић који омогућава магијско начин да заобиђе забрана физику. Што се тиче криопрезервације пракси има своју "мрачну" страну. Прво, то захтијева врло велика, само исте, велике концентрације цриопротецтант - супстанце које повећавају вискозитет медијума. Ми говоримо о таквим концентрацијама, када је тканина је заправо половина овог "антифриза", а тек друга половина - из воде. И зато готово све супстанце у ових концентрација су токсични, научници поново суочени са дилемом смрти или смрти леда из контроле леда.

Графикон испод показује понашање раствора глицерола (цриопротецтант историјски први) са спорим хлађењем. У фазном дијаграму воде Тм показује температуру кристализације при датом глицерола концентрацију, Тг - температуре Витрификација раствора. Стрелица показује концентрацију глицерола и температуре течне фазе система.

Може се видети да иницијални расхладни доводи до нестабилног стања где кристали леда нису формиран и концентрације глицерина у преосталом раствору константна. Онда је концентрација почиње да расте, управо након Тм до одређене тачке, брзина хлађења не помера стопа раста кристала и систем не превазиђе праг Витрификација Тг. У већем курсу хлађења јавља ово модулација пре.

Друго, мало је успешно постићи температуру Витрификација - до тачке у којој се тканина заправо трансформише у чашу.

Више потребно и схватим како да се врате из овог државног леђа на собној температури.

Проблем је да током хлађења тече надоле кроз застакљивања прага, укупан износ леда ограничена стопом раста постојећих кристала, али аваланцхе новом облику језгра кристализације центри. Када се креће у супротном смеру, тј грејање, ови центри већ постоје, а стопа раста кристал убрзана уз сваки степен до температуре топљења.

Све то доводи до чињенице да је критична брзина загревања од остакљене ткива је увек неколико редова величине (понекад у стотинама хиљада пута) већи од критичне стопе хлађења. Због тога, у последњих неколико година доста пажње у овој области је на иновативним методама грејања, не хлађење. Међу опцијамаПобољшана Криопрезервација ткива коришћењем индуктивног загревање магнетних наночестица - употреба индукционог грејања или радија претходно ушла у ткиво на феромагнетних честица.

Прави стање ствари је најбоље у овој области је описан пример рада Грег Фахи - један од најпознатијих стручњака у Талијански (који, колико се може судити, генерално веома наклоњен идејама Трансхуманисм да је за биологе реткост). Фахи је Група за неколико година покушавају да науче како да замрзне и топи им бубреге зечева, тако да задрже своју физиолошке функције.

Циљ овог рада је јасан: према статистици, до 60 посто тела који се могу користити у трансплантација, завршавају свој живот у смећу - и то упркос чињеници да су власти редови за многе хиљаде људи. Процењује се да уколико се користи половина ових органа у предвиђену сврху, да је ред за трансплантацију за пар година ће нестати као феномен.

Проблем је да чак у охлађеног стању, се мери максимално време преживљавања донаторских органа у сатима: 36 сати За више дугог реналних ћелија и 4 сата за срце и плућа. Током овог периода, веома је тешко наћи праву примаоца и брзо организују трансплантацију. Стварање банку замрзнутих тела може да реши овај проблем, али је техничка сложеност овог задатка још није превазиђена. На пример, према Фахеи, чак и мала промена у хлађењу протокола могу имати драматичан утицај на резултате, што избор параметара за свако тело је веома сложена.

Пре неколико година, група је успела да смањи формирање леда при остакљене зеца бубрег 6 процената телесне тежине и да докаже своју одрживост. Али, чак и тако наизглед мала количина леда уништава крвоток тела и смањује практичну корист од трансплантације у бр. Вреди само упола толико времена да се повећа органа перфузије, а формирање кристала престане - али ћелије бубрега уз драстично престати да издрже токсичних ефеката цриопротецтант анд пропасти.

Испоставило се да чак иу случају једног одређеног тела између живота и смрти неких додатних 15 минута перфузије, неки суптилност поступка. Можете замислити како је деликатан, сложен и дугорочан оптимизација би требало да смо у покушају да ураде исто са људском организму у целини. Није изненађујуће, комерцијалне компаније које се баве Црионицс, радије говори о врсти рада нанороботс и обавезно технолошко посебности.

закључак

Наравно, ако се осврнемо на проблем Црионицс шире, ништа није немогуће у принципу у њој. Тардиграда, бубе Цуцујидае Сибериан Саламандер и многе жабе, свесни историје овог питања, само смех људских проблема: они давно научили да издржи дубоко замрзавање без икакве значајне Последице. Неки од њих треба да се уради синтетише у вашем телу цриопротецтант као што је глицерол или глукоза, други су одлучили да лед проблем драматично - скоро у потпуности ослободио воде у његовом тело.

Али, шта можете да урадите - особа не Тардиграда. На срећу, имамо мозак, и самим тим, у неком тренутку, кроз развој технологије и напретка Талијански још можемо мало ближе њој сјајном савршенства.

Судећи по темпу стварних достигнућа, сада живе људи у овој светлој будућности неће ухватити.

И док смо управо креће у том правцу, најбоље је да се руководи речима науке популаристи, оснивач часописа "језик Тхе Скептиц" Мицхаел Схермер, рекао је само о Црионицс: "Проблем у могућности студирања граница науке своди на проналажење равнотеже између, с једне стране, отвара нову, до прихватања радикалних идеја, али с друге стране, ограничења ове отворености, тако да ваш мозак није пао или изгубили Коначно. "

литература

Популарне извештаји о пракси Црионицс

• Унутар чудни свет Црионицс - Фајненшел тајмс извештај о пракси Црионицс у Сједињеним Америчким Државама и Русији (18.12.2015).
• «лед бесмртност"- извештај РБЦ компаније" КриоРус "(02/19/2014).
• «Салто у Иммортале"- Светлана Ројтерс извештај о руски Трансхуманист покрета (Лента.ру, 14.01.2014).

научни рад

• Криопрезервација и сушење замрзавањем протоколи. Метходс ин Молецулар Биологи / Ед. би Волкерс, Виллем Ф., Олденхоф, Харриетте. - Хановер:: Хумана Пресс, 2015. Садашњи смернице о техникама криопрезервације, Витрификација и сублимације. Опсежна уводном делу књиге описује физичке и биолошке основе понашања ткива у току замрзавања. Треће издање се може видети овде.
• Обећање органа и очувања ткива да се трансформише медицине / Гива, С. Ет ал. - Природа Биотехнологија, 2017. Преглед проблема очувања виталности органа у трансплантацији и постојећих технологија за њихово решавање. Члан нам омогућавају да разумеју контекст у којем би развој медицине довести до стварања Црионицс засноване на доказима.
• Термалне анализе људског бубрега и зец бубрега Током Криопрезервација од Витрификација. ПРИМЕР цуррент стате методе Криопрезервација у случају једног специфичног органа - бубрези. Радна група Фахи врши на зеца бубрегу са екстраполацијом из моделирања на хуманог бубрега.