Criónica

Dewar, dispositivo usado para la criopreservación de hasta cuatro pacientes de cuerpo entero y seis neuropacientes.

La criónica (del griego κρύος [kryos] que significa "frío", "helado", "gélido") es la preservación a bajas temperaturas ( criopreservación) de seres humanos que la medicina contemporánea ya no puede mantener con vida, con el objetivo de tratarlos médicamente y reanimarlos en el futuro. Es comúnmente confundida con varios términos como criobiología, criogenia y criopreservación. La criobiología es una rama de la biología que estudia los efectos que producen las bajas temperaturas en los organismos vivos, por lo que las investigaciones realizadas en este campo son llamadas a establecer la base biológica de la criónica. La base física es establecida por la criogenia, conjunto de técnicas empleadas para la obtención de temperaturas igual o inferiores a la ebullición del nitrógeno; es decir, la relación se limita a la dada por la tecnología usada. [2]

El fundamento básico de la criónica es que la memoria y personalidad se encuentran almacenadas en la estructura y la química cerebral, esto es generalmente aceptado en medicina. De acuerdo a investigaciones realizadas se ha comprobado que la actividad cerebral puede detenerse y después reactivarse bajo determinadas circunstancias, aunque la controversia sobre la reversibilidad de la neuropreservación todavía continúa. Aún así estudios indican que las neuronas podrían sobrevivir más tiempo a la isquemia de lo que se había establecido, inclusive hasta 8 minutos. [4]

Actualmente, la criopreservación de personas o grandes animales no es reversible; no sucede así con organismos inferiores, llegándose inclusive a demostrar la persistencia de la memoria en Caenorhabditis elegans como modelo experimental. [8]

A pesar de los avances que se han desarrollado, la criónica aún es un tema tratado con escepticismo por determinadas partes de la comunidad científica ,[11]

De acuerdo a la ley, las prácticas criónicas solo se puede efectuar después de la muerte legal del paciente, [12]​ habitualmente este dictamen suele basarse en el paro cardíaco (sólo en contadas ocasiones se basa en mediciones de actividad cerebral).

Fundamentos

La criónica se basa en la preservación de las células y tejidos del paciente, a través de procedimientos que tratan de evitar cualquier mínimo daño; sin embargo, en la actualidad todavía los procesos conllevan a lesiones que no son reversibles con la tecnología presente, de ahí que será necesario un desarrollo y mejoramiento conjunto de los métodos y tecnologías usadas. [13]

Teoría

Aunque en la práctica aún no es posible la reversibilidad de la criopreservación en seres humanos, los crionicistas argumentan que teóricamente es posible. [13]​ La compresión de la estructura y función celular, y como ésta es afectada por el entorno, son indispensables para ello. Asimismo, los avances en nanotecnología podrían ser usados para la reparación de las daños producidos por el congelamiento y para la adecuada descongelación.

Aspectos biológicos

La criopreservación tiene como objetivo el mantenimiento de la viabilidad y función celular a bajas temperaturas, por lo general, entre -133°C a -196°C (Punto de ebullición del nitrógeno). [14]​ En el caso de la criónica la vitrificación es el proceso usado más comúnmente, en el que se evita la formación de hielo debido al uso de crioprotectores, como el glicerol. Se preservan los tejidos en estado vítreo en lugar de en estado congelado. Las moléculas se acercan e inmovilizan, organizadas primitivamente en forma líquida, a una transición sólido-líquido por debajo de la temperatura de transición vítrea.

Algunos criobiólogos critican de manera acérrima a los crionicistas mencionado que el hielo que se forma durante el congelamiento producen daños en las células y en las estructuras celulares hasta el punto de hacer que cualquier reparación futura sea imposible; sin embargo, gracias a la vitrificación se puede inhibir la formación de cristales de hielo. Ésta objeción se había venido discutiendo desde el cambio de milenio, cuando los criobiólogos Greg Fahy y Brian Wowk, del Twenty-First Century Medicine, desarrollaron grandes mejoras en la tecnología de la criopreservación, incluyendo nuevos crioprotectores y nuevas combinaciones, mejorando notablemente la viabilidad de la vitrificación y dando como resultado la práctica eliminación de la formación de cristales de hielo en el cerebro. La Alcor Life Extension Foundation ha estado investigando el uso de estos crioprotectores junto con un nuevo método de enfriamiento más rápido para la vitrificación de cerebros humanos (neurovitrificación). Para la vitrificación el Cryonics Institute (CI), utiliza una solución desarrollada por su criobiólogo el Dr. Yuri Pichugin; también han desarrollado cápsulas de enfriamiento controladas por ordenador que aseguran un enfriamiento rápido por encima de la Tg (temperatura de transición vítrea) y lento por debajo de la Tg (para reducir las fracturas debidas a la tensión térmica).

Las soluciones que se usan actualmente han permitido vitrificar cerebros y recuperarlos térmicamente sin daños por cristales de hielo..[20]​ No obstante, si la circulación cerebral se encuentra comprometida los crioprotectores no podrán llegar a las todas las áreas cerebrales lo que dificultará la recuperación posterior; se ha propuesto que en el futuro estos daños podrían ser reparados tecnológicamente o que la administración de una mayor concentración de crioprotectores podría ser una solución, pero esto último no se muestra posible debido al efecto tóxico de los mismos.

Obstáculos

Los principales daños que se producen a nivel celular son los siguientes:

  • Lesión por isquemia. Es el primer daño que se produce, se debe a la disminución del riego sanguíneo con la consecuente disminución del oxígeno disponible a nivel celular ( hipoxia). Las consecuencias de ello son disminución de la fosforilación oxidativa, y por ende de la producción del ATP; generación de especies reactivas de oxígeno y otros radicales libres; aumento de la producción de productos proinflamatorios y reducción de otras sustancias, como la óxido nítrico sintasa constitutiva y la trombomodulina. [22]
  • Daño osmótico, choque y lesión por frío. Estas formas de daño son debidas al congelamiento. [23]
  • Crioprotectores: toxicidad específica y no específica. A pesar de que los crioprotectores se han usado para evitar la formación de hielo, estos son tóxicos cuando se usan en grandes concentraciones o determinadas circunstancias. La toxicidad se puede dividir como específica y no específica. La primera aparentemente pueda deberse a la deshidratación; mientras, que la segunda se debe a daño en la membrana celular, particularmente cuando son usados a altas temperaturas. [23]
  • Lesión por reperfusión. Si una célula se encuentra en un estado de isquemia prolongado, y se restaura posteriormente el flujo sanguíneo, el daño que se ha producido hasta eses momento paradójicamente aumentará. Aunque los mecanismos no se conocen de manera exacta, se han propuesto algunas hipótesis como el estrés oxidativo, la inflamación, la activación del sistema del complemento o la sobrecarga de calcio intracelular. [25]

Aspectos físicos

El proceso de convección de la energía térmica es descrito por la ley de enfriamiento de Newton [12]​ a través de la siguiente fórmula:

en donde, , es una variable dependiente de la velocidad del movimiento del fluido y la capacidad y conductividad térmica del medio; , es la superficie del sólido; , es la temperatura inicial; y , es la temperatura final.

Las velocidades de las reacciones químicas son proporcionales a la temperatura; por lo que si aumenta la temperatura, la velocidad de las reacciones químicas también aumentará, si la temperatura disminuye sucederá lo mismo con las velocidades. Está relación es descrita por la ecuación de Arrhenius :[12]

en donde: , es la constante cinética (dependiente de la temperatura); , es el factor de frecuencia, indicador del número de colisiones moleculares; : es la energía de activación; :, es la constante universal de los gases; y , es la temperatura absoluta expresada en kelvins (K).

Práctica

Los procedimientos criónicos deben de llevarse de manera rápida para evitar los daños isquémicos, inclusive se han implementado pre-tratamientos con el objetivo de reducir las lesiones. Por ejemplo, la administración de alfa y gama tocoferol de vitamina E reduce la peroxidación; también, se ha recomendado el uso de aceites de pescado, en especial el del salmón. Sin embargo, son pocas las ocasiones en las que se puede instaurar este protocolo. [12]

En general, si un paciente está asociado a una organización criónica, una vez que se declara su muerte legal los procesos criónicos comenzarán. En primer lugar, se puede administrar una serie de medicamentos y drogas para la sedación, reducción del metabolismo, anticoagulación, tampones o buffers. Como sedante es usado propofol, lo que evita que durante el soporte cardiopulmonar (SCP) se presente una reanimación. Los anticoagulantes más comúnmente usados son la heparina y la estreptoquinasa, con propiedades fibrinolíticas. Después, se procede a realizar el denominado soporte cardiopulmonar, en contraposición con la reanimación cardiopulmonar (RCP), ya que el fin es solo de mantener la circulación sanguínea. Mientras se realiza esta maniobra se reduce la temperatura a unos -10°C, y se procede a la administración de los crioprotectores para la vitrificación. Finalmente la temperatura puede ser descendida hasta -196°C o, en algunas ocasiones, -130°C para luego ser almacenados en recipientes especiales. [12]

Existen empresas que se dedican a la adecuada preservación de los pacientes como Suspended Animation, compañía de Florida especializada en investigación e implementación de los procedimientos óptimos para minimizar los daños que trabaja conjuntamente con Alcor Life Extension Fundation y Cryonics Institute.

Criopreservación de cuerpo entero

La criopreservación se puede realizar de dos formas distintas. La preservación del cuerpo entero, en donde el paciente es vitrificado de forma completa; o la neuropreservación, que sólo conserva el cerebro. Ambos métodos tiene ventajas y desventajas. En el caso de la neuropreservación suele ser bastante demandada debido al bajo precio, a una mayor facilidad de transporte, y una hipotética mayor perfusión con crioprotectores. Sin embargo, se ha indicado que el la crioconservación completa es más adecuada para los fines de la criónica. Un argumento abstracto de Ralph Merkle, indica esta ventaja :[26]

Neuropreservación suficiente Neuropreservación insuficiente
Criopreservación de cuerpo entero Supervivencia completa Supervivencia completa
Neuropreservación Supervivencia completa Supervivencia incompleta

Se indica que la información contenida en el cerebro y el ADN podría ser insuficiente para la regeneración de un nuevo cuerpo, debido a los factores epigenéticos. También, que en caso de pérdida de la memoria el cuerpo podría funcionar como un respaldo que permitiera recuperar recuerdos parciales. Argumentos adicionales manifiestan que mejoraría el nivel de aceptación de amigos y familiares, evitaría la generación de noticias sensacionalistas, podrían convertirse a neuropacientes en caso de falta de financiamiento, y a medida que se los métodos se aproximan a la animación suspendida la crioconservación de cuerpo entero será el proceso de elección.

Neuropreservación

La neuropreservación es la criopreservación del cerebro, habitualmente dentro de la cabeza, y separada quirúrgicamente del resto del cuerpo. Está motivada por la citada corriente de pensamiento de que el cerebro es el depósito principal de la memoria y la identidad personal. Pero, aunque por ejemplo, las víctimas de daños en la médula espinal, los pacientes trasplantados y los amputados parecen mantener su identidad personal, esto no aseguraría aquello. También está motivada por la creencia de que la inversión de cualquier tipo de preservación criónica es tan sumamente compleja que cualquier tecnología futura que sea capaz de ello también será capaz de regenerar tejidos, incluyendo la regeneración de un nuevo cuerpo alrededor del cerebro reparado, deshaciéndose del cuerpo original y regenerar uno nuevo por el mal estado en que se encontrarán los tejidos debido al proceso de preservación. Por otra parte, aunque los medios de comunicación digan en ocasiones que se espera que la clonación sea capaz de generar cuerpos nuevos, los expertos en criónica la descartan por ser una tecnología primitiva que devendrá obsoleta mucho antes de que sea posible cualquier tipo de reanimación; además, de que sólo produce aproximaciones estructurales, mientras que el psiquismo implica numerosos aspectos irreducibles a estructuras. De forma similar, aunque el neurocirujano Robert J. White demostró[27]​ que los trasplantes de cuerpo eran posibles en primates, el trasplante se descartaría en favor de la regeneración de tejidos como método más elegante para tratar la neuropreservación y otro tipo de traumas en el futuro. Estas consideraciones, junto con costes más bajos, la facilidad de traslado en emergencias, y la importancia que se le ha dado a la calidad de la preservación de cerebro, han hecho que muchos crionicistas opten por la neuropreservación; llegando alrededor de tres cuartas partes de los pacientes de Alcor Life Extension Fundation ser neuropreservados. Los detractores de la neuropreservación apuntan que el cuerpo es un registro de experiencia vital e incluyen el aprendizaje de las habilidades motoras; por lo tanto se cuestiona que un neuropaciente reanimado pueda llegar a ser la misma persona con un cuerpo diferente. En parte por estas razones, así como por una mejora en la imagen, el Cryonics Institute preserva sólo cuerpos completos.

Reanimación

Científicos y crionicistas están de acuerdo en que invertir la criopreservación humana no es posible con "tecnología alguna a corto plazo".[32]​ Estos dispositivos restablecerían de forma saludable la estructura celular y química a nivel molecular, preferiblemente antes de la recuperación térmica. Más radicalmente, también se ha sugerido como una posible aproximación a la reanimación la transferencia mental, en caso de que la tecnología llegue algún día a desarrollar la forma de escanear los contenidos de la memoria de un cerebro preservado.

Se suele decir que la reanimación criónica será un proceso “ last-in-first-out” (los últimos serán los primeros, o LIFO por sus siglas en inglés). Desde este punto de vista, los métodos de preservación irán mejorando paulatinamente hasta que se demuestre que son reversibles, después de lo cual la medicina empezará a recuperar y reanimar a los pacientes criopreservados por métodos más primitivos. La reanimación de personas criopreservadas por la combinación actual de neurovitrificación y congelación (técnicamente no hay "congelación" por la acción de los crioprotectores que inhiben la formación de hielo) puede llevar siglos, si es que llegase a ser posible. Los expertos declaran que si las tecnologías para el análisis molecular general y la reparación llegan a desarrollarse entonces teóricamente cualquier cuerpo dañado podría ser reanimado. La supervivencia dependería entonces de si la información del cerebro conservado es suficiente para permitir la restauración de la totalidad o parte de la identidad personal de la persona original, siendo la amnesia la línea divisoria definitiva entre el éxito y el fracaso.

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