16/01/09

Artículo original de Ben Best enhttp://www.cryonics.org/resources/scientific-justification-for-cryonics

REJUVENATION RESEARCHVolumen 11, número 2, 2008
http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18321197

http://www.liebertonline.com/doi/abs/10.1089/rej.2008.0661
Traducción y adaptación:
, Gustavo Adolfo Meneses Benavides, Olga Gismera Neuberger y Javier Ruiz Álvarez

Revisión técnica de la traducción: Dr. Jaime Lagúnez Otero

Última revisión: 17/01/09


Justificación científica de la práctica criónica

Benjamin P. Best*

RESUMEN
Las bajas temperaturas crean las condiciones que permiten preservar tejidos durante siglos, incluyendo posiblemente la base neurológica de la mente humana. El tejido cerebral puede enfriarse hasta temperaturas criogénicas sin formación de hielo a través de un proceso llamado vitrificación. El daño asociado a este proceso es teóricamente reversible de la misma manera que el rejuvenecimiento también es teóricamente posible a través de tecnologías específicas previsibles. Ahora se sabe que el daño en el cerebro debido a la detención del flujo sanguíneo es el resultado de una serie de procesos complejos que duran mucho más que los seis minutos de límite de la tecnología de resucitación usual. La reperfusión por encima de ese límite de seis minutos daña a los vasos sanguíneos más que al tejido cerebral. La apoptosis de las neuronas precisa varias horas. Esto posibilita que, en el tiempo que transcurre entre la declaración de muerte legal y la pérdida irreparable de la vida de un ser humano o de un animal, pueda ser criopreservado con la posibilidad de una resucitación futura. En condiciones ideales, el intervalo de tiempo entre que se inicia la muerte clínica y el comienzo de los procedimientos criónicos puede reducirse a menos de un minuto, aunque retrasos mayores también podrían ser compatibles con la supervivencia en última instancia. Aunque la evidencia de que la criónica puede funcionar es indirecta, la evidencia indirecta es esencial en muchas áreas de la ciencia. Si cambios complejos debidos al envejecimiento son reversibles algún día, entonces cambios de complejidad similar debidos a la detención del flujo sanguíneo y a la criopreservación también pueden ser reversibles, lo que permitiría salvar la vida de personas con exigencias médicas que no se pueden cubrir con los medios actuales.

*Cryonics Institute, Clinton Township, Michigan.

GENERALIDADES
La criónica es la práctica de preservar seres humanos y animales a temperaturas criogénicas con la esperanza de que la ciencia futura pueda restablecerlos a una condición de vida saludable así como rejuvenecerlos. La criónica sólo puede aplicarse actualmente tras la declaración de muerte legal.

La justificación científica para la práctica de la criónica se basa en varios conceptos clave: (1) Las bajas temperaturas pueden ralentizar el metabolismo. Una temperatura lo suficientemente baja puede detener prácticamente durante siglos los cambios químicos. (2) La formación de hielo se puede reducir o incluso eliminar utilizando combinaciones vitrificantes. (3) Legalmente muerto no significa “irreversiblemente muerto”. La muerte es un proceso, no un evento, y dicho proceso lleva mucho más tiempo de lo que vulgarmente se cree. (4) Hoy en día no es reversible el daño asociado a las bajas temperaturas de preservación y a la muerte clínica, pero teóricamente es reversible en el futuro.

Dado que la criónica aún no es un procedimiento médico reconocido y probado, es necesaria la declaración de muerte legal antes de iniciar el procedimiento criónico. Tras la muerte legal se puede iniciar el procedimiento de preservación inmediatamente, llevando a los pacientes a temperaturas inferiores a los -120ºC después de la suspensión de la actividad cardiaca, con el propósito de proteger a los tejidos y manteniendo al mínimo la alteración en su estructura.

En los primeros estadios se restaura mecánicamente la circulación y la respiración del paciente, administrándole fármacos protectores y enfriándolo rápidamente hasta situarlo en una temperatura entre 10ºC y 0ºC. Se le extrae la sangre y se reemplaza una cantidad significativa del agua del cuerpo por una combinación crioprotectora para prevenir la formación de hielo. Se enfría al individuo hasta una temperatura inferior a -120ºC y se le mantiene en criostasis. Cuando, y si la medicina futura tiene la capacidad, el sujeto será recuperado térmicamente, se eliminará el crioprotector, se repararán los tejidos, se tratarán las enfermedades y, si se requiere, se rejuvenecerá al individuo.

ENFRIAMIENTO
La conservación de alimentos en frigoríficos y congeladores se basa en el principio de disminución de la temperatura para reducir la velocidad de degradación bioquímica. Disminuir la temperatura para reducir la velocidad del metabolismo (y como fin último llevar los procesos químicos a su detención práctica) es el fundamento de la práctica criónica. Ubicar al sujeto criónico en un baño de agua helada tras la declaración de muerte legal es la primera medida para disminuir la temperatura. También se acelera el proceso de enfriamiento al transferirse el calor del torrente sanguíneo mediante soporte cardiopulmonar con compresión/descompresión mecánica.

Se enfría a los pacientes por convección, combinación de conducción y circulación de fluidos. En la convección, un objeto sólido (tal como un sujeto criónico) se enfría mediante un fluido (líquido o gas) que circula rápidamente de manera que pueda transportar el calor alrededor de la capa de conducción térmica. Debido al efecto de la convección, disminuir la temperatura del cuerpo humano (37ºC) hasta los 10ºC mediante circulación rápida de agua helada es mucho más efectivo que dejando al individuo en hielo o en agua que no esté en circulación.

La fórmula que caracteriza la convección es la Ley de enfriamiento de Newton, que iguala la velocidad de transferencia del calor ahA(Ts – Tf), donde Ts es la temperatura inicial (de la cabeza o del cuerpo), Tf es la temperatura final (la temperatura del medio que enfría, ya sea agua helada o nitrógeno frío gaseoso), A es el área superficial y h es una variable que depende de la velocidad del movimiento del fluido así como de la conductividad térmica y de la capacidad calorífica del medio refrigerante. Una mayor velocidad del fluido y una mayor conductividad térmica incrementarán el valor deh. La Ley de enfriamiento de Newton indica que la velocidad de enfriamiento es mayor al inicio del proceso, cuando la temperatura inicial Ts es mucho más alta que la temperatura final Tf. Con el paso del tiempo, la velocidad de enfriamiento se reduce de manera exponencial.

La reducción en la temperatura puede ampliar considerablemente el tiempo sin flujo sanguíneo antes de que se produzca un daño irreversible. Muchas personas, especialmente niños, han logrado sobrevivir a accidentes hipotérmicos tales como ahogamientos en agua helada y tras paros cardiacos entre los 20 minutos a una hora o más con una recuperación neurológica completa1,2. La velocidad metabólica puede reducirse drásticamente por enfriamiento.

Se ha observado que la duración del tiempo isquémico necesario para causar un 50% de daño neuronal en los gerbos se incrementa exponencialmente al bajar la temperatura del cerebro desde 37ºC a 31ºC3. Disminuyendo la temperatura del tímpano a 10ºC, seis de seis experimentos hipotérmicos hechos con perros muestran que permanecieron 90 minutos en parada cardiaca sin ningún tipo de daño neurológico, y dos de siete superaron los 120 minutos4. En casos de cirugía aórtica se ha sometido a seres humanos a paradas cardiacas con profunda hipotermia durante más de una hora sin mayor daño ni déficit neurológico. Los sujetos alcanzaron silencio electrocerebral completo (índice cero en un electroencefalograma biespectral) entre temperaturas de 16ºC y 24ºC5, y posteriormente fueron recuperados a temperatura normal sin déficit neurológico, confirmando así que la actividad dinámica cerebral puede detenerse y reiniciarse sin pérdida de la identidad personal.

Se puede ver en la rana de los bosques del norte (Rana sylvatica) el aumento de la protección hipotérmica a raíz de una lesión isquémica a temperaturas bajo cero, pudiendo sobrevivir en un estado de semicongelación sin ningún tipo de latido del corazón durante meses a temperaturas entre -3ºC y -6ºC con una recuperación total tras la vuelta a la temperatura normal6. En 1966 un investigador japonés reemplazó la sangre por glicerol en cerebros de gato para reducir la formación de hielo a -20ºC. Tras 45 días sin circulación sanguínea de ningún tipo, el cerebro de gato revivía demostrando un aspecto normal en su EEG7.

La relación entre la velocidad de reacción (k) de la reacción química (incluyendo el metabolismo y el proceso de lesión isquémica) y la temperatura (T) se puede describir mediante la ecuación de Arrhenius8:

k = A exp (-Ea/RT)

donde T está en grados kelvin, Ea es la energía de activación, Res la constante universal de los gases (8.314 Julios/mol-kelvin) y A es el factor de frecuencia (relativo a la frecuencia de las colisiones moleculares y la probabilidad de que esas colisiones estén orientadas favorablemente para una reacción). Tomando el logaritmo natural de ambos lados de esta ecuación obtenemos:

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

Para cada una de las diferentes temperaturas, T1 y T2, habrá una velocidad diferente de reacción, k1 y k2:

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

Restando ln k2 de ln k1 resulta una sola ecuación para las cuatro variables:

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

que se puede simplificar como:

ln (k1/k2) = (Ea/R)*(1/T2 – 1/T1)

o bien k1/k2 = e (Ea/R)*(1/T2 – 1/T1)

La velocidad de reacción de las enzimas a varias temperaturas ofrece una buena aproximación de la relación entre la temperatura y el índice metabólico. La lactatodeshidrogenasa del músculo de conejo — que tiene una energía de activación (Ea) de 13.100 calorías/mol9— se puede tomar como una enzima representativa. Utilizando una caloría termoquímica igual a 4.184 julios resulta 54.810 julios/mol.

Comparando la velocidad de reacción (k1) para la lactatodeshidrogenasa a 40ºC (313ºK) (T1) con la velocidad de reacción (k2) a 30º C (303ºK) (T2) nos da:

k1/k2 = e((54.810 J/mol)/(8.314 J/mol-K))*(1/303 K – 1/313 K) = 2.004

La velocidad de reacción a 40ºC es casi exactamente el doble que a 30ºC, o lo que es lo mismo, bajar la temperatura 10ºC reduce la velocidad de la reacción a casi la mitad. Esto se corresponde con elcoeficiente Q10 que indica que la velocidad de reacción entre 0ºC y 40ºC se reduce entre la mitad y un tercio cada 10ºC menos10.

Esta disminución exponencial de las velocidades de reacción significa que podrían ser infinitesimales a temperaturas criogénicas (temperaturas de menos de -100ºC) si las reacciones químicas fueran posibles a estas temperaturas. La siguiente tabla generada usando la anterior ecuación, compara la velocidad de reacción a 37ºC (310ºK, la temperatura normal del cuerpo humano) con las de temperaturas más bajas.

Velocidad de reacción a 37ºC comparada con las de temperaturas más bajas
 

Temperatura Referencia Velocidad relativa a 37ºC Relativo a 6 min. a 37º
0ºC (273K) hielo descongelándose 18 1,8 horas
-80ºC (193K) hielo seco 400.000 4,5 años
-120ºC (153K) transición vítrea 3*109 34.000 años
-196ºC (77K) nitrógeno hirviendo 9*1027 1023 años

Si la velocidad de reacción de la lactatodeshidrogenasa es representativa del metabolismo en general, el metabolismo a 37ºC sería 18 veces más rápido que a 0ºC. Experimentalmente se ha observado que la velocidad de la fosforilación oxidativa a 4ºC es alrededor de una veinteava parte de la velocidad a 37ºC11, una cifra que en líneas generales se ajusta con el valor recién calculado.

Una velocidad de reacción que es 9*1027 veces más rápida a temperatura corporal que a -196ºC indicaría que no habría ninguna reacción durante milenios. A esta velocidad se tardarían 1023 años para que se dieran las reacciones bioquímicas isquémicas que ocurren a 37ºC. Pero incluso estas cifras subestiman la inactividad química a temperaturas criogénicas más bajas debido a que la ecuación de Arrhenius se basa en el supuesto de un medio líquido o gaseoso en el que la química normal es posible. Por debajo de -130ºC incluso los tejidos vitrificados de mamíferos se encuentran en estado sólido, con una viscosidad superior a 1013 poise12,13, una viscosidad de alrededor de 1015 veces mayor que la del agua a 20ºC14. Las velocidades de difusión resultantes son insignificantes en periodos de tiempo geológico. A la temperatura del nitrógeno líquido, incluso los tejidos de mamífero serían estables en periodos de muchos siglos y a pesar de la radiación de fondo12.

Es una equivocación decir que la congelación de tejidos de mamífero implica siempre formación de hielo dentro de las células haciendo que éstas revienten. A medida que se enfrían los tejidos, el agua abandona las células por osmosis para formar cristales de agua extracelulares. La solución no congelada contendrá concentraciones crecientes de electrolitos tóxicos. En última instancia, cierta cantidad de hielo extracelular hará que las células se aplasten en los canales que quedan sin congelar12. Sigue siendo objeto de debate entre los criobiólogos si la causa del daño tras la formación de hielo durante un enfriamiento lento es el aplastamiento mecánico o los electrolitos tóxicos15. Sin embargo, la práctica criónica se fundamenta en los esfuerzos para reducir o eliminar la congelación.

VITRIFICACIÓN Y ALMACENAMIENTO CRIOGÉNICO
La práctica criónica lleva mucho tiempo procurando minimizar la formación de hielo perfundiendo a los sujetos criónicos con compuestos anticongelantes conocidos como crioprotectores, tradicionalmente glicerol. Desde 2007, las dos mayores organizaciones criónicas que utilizan crioprotectores (Alcor Life Extension Foundation y Cryonics Institute) declaran haber sido capaces de eliminar la formación de hielo en el cerebro utilizando vitrificación, aunque no en otros órganos o tejidos16,17.

La vitrificación es la solidificación a un estado amorfo (vítreo) distinto del estado cristalino característico del hielo. El ámbar es un buen ejemplo de un sólido vítreo (amorfo, no cristalino). El agua destilada puede vitrificarse si se enfría a una velocidad superior a tres millones de grados kelvin por segundo18, lo cual es una velocidad impracticable en tejidos animales. Se puede enfriar sacarosa lo suficientemente rápido como para que se vitrifique en “algodón de azucar”, pero un enfriamiento más lento producirá cristales de “caramelo de piedra”. Añadir jarabe de maíz a la sacarosa hace que se enfríe lentamente hasta convertirse en un sólido no cristalino como el utilizado en las piruletas. El dióxido de silicio puede enfriarse rápidamente hasta dar lugar a un silicio vítreo, y si se enfría lentamente hasta llegar al estado cristalino (cuarzo). Las ventanas y cristalería común se fabrican añadiendo óxidos de sodio y de calcio al dióxido de silicio para producir una masa líquida que se puede enfriar lentamente igual que un jarabe cada vez más viscoso se puede convertir en un sólido amorfo (no cristalino). En ausencia de una fase de transición de líquido a cristal sólido a la temperatura de fusión, se produce un gran incremento en la viscosidad (caracterizado como solidificación) a la temperatura de transición vítrea (Tg) quedando determinada por la velocidad de enfriamiento.

Los crioprotectores utilizados más frecuentemente en criobiología son el dimetilsulfóxido (DMSO) así como los polioles glicol etileno (un anticongelante usado en automóviles), glicol propileno (que se usaba para reducir la formación de cristales en los helados) y el glicerol (utilizado desde 1950 para criopreservar esperma y células sanguíneas). Todos estos componentes son capaces de recubrir las moléculas de agua con hidrógeno para evitar que se agrupen formando hielo. Estos crioprotectores también actúan por interferencia coligativa que igualmente impide que las moléculas formen mallas de hielo. Las combinaciones de crioprotectores pueden eliminar completamente la formación de hielo y resultar menos tóxicas que el crioprotector puro. Con el uso de bloqueadores de hielo (sustancias no crioprotectoras como las proteínas anticongelantes que químicamente bloquean el crecimiento del cristal de hielo) en compuestos vitrificantes, se puede reducir aún más la toxicidad y la concentración necesaria para vitrificar19.

La dificultad en la obtención de una concentración crioprotectora lo suficientemente alta para eliminar la formación de hielo y que al mismo tiempo minimice la toxicidad del crioprotector ha sido el factor limitante que ha impedido una mejor recuperación de los sistemas biológicos sometidos a criopreservación. Un enfriamiento rápido puede permitir el uso de menores concentraciones de crioprotector para prevenir la formación de hielo, pero se hace incrementalmente más difícil a medida que aumenta el tamaño de los tejidos. La toxicidad del crioprotector varía inversamente con la temperatura, por lo que el uso de combinaciones crioprotectoras menos viscosas puede acelerar la penetración en el tejido y, por lo tanto, reducir el tiempo de exposición al crioprotector a mayores temperaturas antes del enfriamiento.

Se han propuesto algunas posibles explicaciones sobre la toxicidad del crioprotector ya que aún no se han determinado los mecanismos moleculares exactos20. Hasta la fecha, puesto que los crioprotectores no destruyen las moléculas, el daño que causan no tiene porque ser irreparable. Es más, se ha tenido un éxito considerable reduciendo la toxicidad de las combinaciones vitrificantes21,22 y no hay ninguna razón para pensar que no va a haber mayores reducciones de toxicidad.

El ovario es el órgano de mamífero más estudiado en vitrificación. Se han conseguido distintos grados de éxito con ovarios de un determinado número de especies, pero el mayor éxito se ha obtenido con los de ratón. Se han recuperado ovarios vitrificados de ratón y criopreservados a -196ºC que han generado crías equiparables a las que se obtienen de ovarios frescos23.

Un estudio muestra que es posible vitrificar cortes de hipocampo de rata enfriando a un estado sólido a -130ºC y que una vez recuperados a temperatura normal pueden tener la misma viabilidad que las que no fueron vitrificadas ni criopreservadas. La ultraestructura de la región CA1 (la región del cerebro más vulnerable al daño isquémico) de los cortes recuperados a temperatura normal parece bien conservada comparada con la ultraestructura de control24. Las organizaciones criónicas perfunden el cerebro con una solución vitrificante hasta que se alcanza el punto de saturación.

Los tejidos vitrificados y criopreservados son evaluados tanto por su viabilidad como por su ultraestructura. El índice intracelular de K+/Na+ se usa normalmente para evaluar la viabilidad, aunque en el futuro podrían ser útiles otros métodos (como la medida del contenido intracelular de ATP). El bombeo de sodio que mantiene el potencial de membrana no funcionaría sin ligarla al ATP y al Na+dentro de la membrana y al K+ fuera de ésta. Aunque una célula puede mantener un potencial de membrana durante varias horas sin una bomba de de sodio funcional, una fuga lenta de Na+ dentro de la célula y una consecuente fuga de K+ fuera de la célula darían lugar a una completa pérdida del potencial de membrana tras varias horas. De manera similar, si la célula muere en el sentido de no ser capaz de producir energía (ATP) en la mitocondria, la bomba de sodio dejaría de operar. Así pues, los índices normales de K+/Na+intracelulares indican el funcionamiento de las bombas de sodio y membranas celulares intactas.

Los tejidos se colocan en manitol para analizar el índice intracelular K+/Na+ y eliminar iones extracelulares. Se usa ácido tricloroacético para penetrar en las membranas celulares y liberar los iones intracelulares. Se puede utilizar un fotómetro de llama o un espectrómetro de absorción atómica para determinar las concentraciones relativas de iones potasio y sodio. Los estudios de viabilidad de las muestras de cortes de hipocampo vitrificados usando las relaciones intracelulares de K+/Na+ indican una viabilidad por encima del 90% de lo normal24.

Se vitrificó un riñón de conejo, enfriado a -135ºC, devuelto a su temperatura normal y trasplantado de nuevo al conejo. El trasplante funcionó lo suficientemente bien hasta el punto de que el órgano en solitario podía mantener vivo indefinidamente al conejo25. Hay quienes piensan que es necesario comprender la función del cerebro como algo esencial para criopreservarlo. Pero dicho en términos sencillos, un cerebro produce consciencia de la misma manera que un riñón produce orina. Un cerebro vitrificado, recuperado térmicamente y restablecido fisiológicamente debería de ser capaz de producir no menos consciencia que un riñón también vitrificado y restablecido produce orina. La preservación de la estructura y la restauración de la fisiología deberían permitir el restablecimiento de la función, independientemente del órgano o del tejido.

La combinación vitrificante utilizada en la conservación del riñón de conejo se conoce como M22. El M22 se usa en Alcor para vitrificar sujetos criónicos. Las perfusiones en conejos con M22 revelan una preservación sin formación de hielo en la ultraestructura cerebral26.

El enfriamiento desde 0ºC hasta -130ºC debería ser rápido para disminuir la posibilidad de formación de hielo. Cuando el enfriamiento se hace de -130ºC a -196ºC, el stress termal sobre grandes muestras sólidas vitrificadas puede causar rupturas y fracturas27. Aunque teóricamente debería ser posible disminuir la temperatura hasta -196ºC lo suficientemente despacio como para evitar las fracturas, se desconocen las velocidades de enfriamiento requeridas aunque pueden ser demasiado lentas para ser prácticas. Templar una muestra vitrificada cerca de la temperatura de transición vítrea puede reducir el stress termal pero esto podría ser inadecuado. Debido a que la naturaleza de los daños por fractura puede estar mejor definida, pueden ser mucho más fáciles de reparar que el daño por congelación.

¿”MUERTE REVERSIBLE”?
En fechas tan recientes como la decada de 1950, se creía que la muerte era irreversible cuando el corazón se detenía. Actualmente se admite que la resucitación cardiopulmonar (CardioPulmonary Resuscitation: CPR) en combinación con desfibriladores externos automatizados (Automated External Defibrillators: AEDs) puede salvar la vida a mucha gente que estaba clínicamente muerta por paro cardiaco, aunque aún permanece muy extendida la idea de que tras 6 minutos de paro cardiaco sin circulación se produce un daño irreparable en el cerebro.

Peter Safar (el “padre de la CPR”) demostró en 1976 que los perros podían permanecer 12 minutos en paro cardiaco sin daño neurológico elevando la tensión arterial con norepinefrina, heparina y una hemodilución con dextrina 4030. Una década más tarde, un experimento demostró que se recuperaba la actividad EEG espontánea en el 50% de los gatos sometidos a una hora de isquemia cerebral global, seguida de una reperfusión y tratamiento con norepinefrina (o dopamina), heparina, insulina y amortiguadores antiacidosis. Seis de quince gatos bajo cuidados intensivos recuperaron la respiración espontánea, y uno sobrevivió un año entero con funciones neurológicas normales (salvo una ataxia leve)31. El límite de los seis minutos no es un fenómeno neurológico, es un problema principalmente de resistencia vascular elevada que puede sobrellevarse (en parte) incrementando la presión de la perfusión32.

Las lesiones por reperfusión aluden al daño infligido al tejido cuando el flujo sanguíneo se restablece tras un periodo isquémico de más de 20 minutos. El reabastecimiento de sangre tras un periodo excesivo de isquemia inicia procesos inflamatorios que provocan que el oxígeno forme radicales libres tóxicos (del tipo oxígeno reactivo) tal como el superóxido33. El superóxido producido por la xantinaoxidasa daña el endotelio aún más que la parénquima34. En condiciones de inflamación como ocurre en la reperfusión, la óxido nítrico sintetasa inducible puede incrementar la concentración de óxido nítrico miles de veces por encima del nivel normal35. Durante la reperfusión, cantidades anormalmente altas de superóxido convierten casi todo el óxido nítrico disponible en peroxonitrito — considerado como el agente causante de la mayor parte del daño a las células endoteliales capilares del cerebro36.

A pesar de los efectos dañinos de la excitotoxicidad37, la estructura cerebral normalmente se mantiene post-mortem mucho más tiempo del que se estima vulgarmente. En el córtex cerebral de ratas sujetas a oclusión de flujo sanguíneo (isquemia cerebral), sólo el 15% de las neuronas se podían considerar necróticas tras 6 horas. La mayor parte de las neuronas (el 65%) se convirtieron en necróticas 12 horas después. Neuronas aisladas de los cerebros de personas ancianas sometidas a autopsias y con un promedio de 2,6 horas post-mortem, mostraron un 70-90% de viabilidad tras dos semanas in vitro39.

Una de las razones por la que más de 6 minutos de paro cardiaco en la actualidad conduce a daño cerebral se debe a que con la isquemia comienza un proceso de autodestrucción de las neuronas (apoptosis) que necesita varias horas en completarse. Pero hay terapias en el horizonte que podrían interferir en la apoptosis. Tras la isquemia, las neuronas del sector CA1 del hipocampo son mucho más vulnerables a convertirse en necróticas que las neuronas de cualquier otra parte del cerebro40. Pero la muerte celular en el hipocampo que sigue a la isquemia puede reducirse significativamente con el uso de inhibidores de caspasa que detienen el proceso apoptótico41. Los inhibidores de caspasa también se han usado para bloquear la apoptosis en células hematopoyéticas criopreservadas y recuperadas térmicamente desde temperaturas criogénicas42. La proteína Bag-1 que aglutina los miembros pro-apoptóticos de la familia de la proteína Bcl-2 ha demostrado unos poderosos efectos anti-apoptóticos en hígados de ratas sometidos a daño isquémico o daño por reperfusión43.

La mayor parte de los neurocientíficos coinciden en que la base anatómica de la mente está codificada en estructuras físicas del cerebro, particularmente en la conectividad del neuropilo y la fuerza sináptica44, y posiblemente en la estructura epigenética neuronal45. El hecho de que la ausencia completa de actividad eléctrica en el cerebro no impida una recuperación neurológica completa5,46sustenta la hipótesis de que el fundamento último de la consciencia es más bien estructural antes que dinámico y puede, por tanto, preservarse a temperaturas criogénicas.

El hecho de que una recuperación significativa de la función del córtex cerebral sea posible después de un infarto47,48,49 se asocia a una redundancia de la información almacenada en el cerebro. Las terapias basadas en el trasplante de células madre tienen el potencial de aumentar aún más la recuperación del cerebro del daño causado por isquemia, toxinas y por la criopreservación50. Estas consideraciones aumentan el daño que puede ser tolerable para la recuperación de un humano preservado criónicamente en condiciones no óptimas.

La conservación de la estructura cerebral y el restablecimiento de la función cerebral es esencial en criónica. Otros órganos y tejidos no son tan importantes porque la futura medicina debería obtener fácilmente órganos artificiales y regenerar tejidos gracias a las células madre. La regeneración de extremidades en las salamandras ya se está usando como línea maestra de investigación en la medicina regenerativa de mamíferos51. Potencialmente se pueden usar estructuras tridimensionales fibrosas biodegradables52 para la construcción de órganos e incluso de cuerpos enteros.

La criónica tradicional se esfuerza en minimizar el daño y la dependencia de futuras tecnologías reparadoras moleculares. En muchos casos los sujetos criónicos han experimentado menos de un minuto de paro cardiaco antes de que se haya restablecido la circulación. La evidencia de que la base neurológica de la mente se preserva mucho más allá del límite de los 6 minutos da esperanza de que la medicina molecular pueda revertir la apoptosis y reparar los vasos sanguíneos dañados, lo que permitiría la recuperación de sujetos criónicos que no se beneficiaron de un tratamiento más adecuado. Es improbable que la criónica no sirva de nada tras 6 minutos sin circulación sanguínea. Muchos tejidos están vivos cuando el corazón se detiene y necesitan horas para morir.

En las mejores circunstancias, los sujetos criónicos no experimentarán prácticamente la formación de ningún tipo de hielo en el cerebro. La reparación de tejido cerebral vitrificado que ha sufrido daño isquémico leve podría realizarse por encima de temperaturas criogénicas además de tratar enfermedades y rejuvenecer.

Aunque haya requisitos legales importantes para trazar una línea distintiva entre la vida y la muerte, la realidad biológica y psicológica apunta a estados continuos en lugar de estados binarios discretos. La consciencia emerge gradualmente desde el embrión al feto, del niño al adulto, así como puede perderse gradualmente en enfermedades neurodegenerativas. Después de que un paro cardiaco detenga la base anatómica de la mente (el cerebro) se descompone en un periodo de horas o incluso días a una velocidad dependiente de la temperatura. El carácter no binario de la consciencia puede también hacerse evidente en sujetos criónicos revividos cuyos cerebros hayan sido parcialmente destruidos y reparados posteriormente, resultando en una amnesia parcial y en una recuperación parcial de la identidad original.

PROCEDIMIENTOS CRIÓNICOS
Es recomendable el pretratamiento de sujetos criónicos terminales para reducir la isquemia y el daño por reperfusión, pero raramente se lleva a la práctica. Por ejemplo, una inyección intravenosa de vitamina E (20mg/kg) en forma de alfa-tocoferol 30 minutos antes de la isquemia, ha demostrado reducir significativamente la peroxidación lípida y el daño neurológico53. Resulta más eficaz utilizarlo junto al gamma-tocoferol puesto que elimina el peroxinitrito donde no lo hace el alfa-tocoferol54. Un pretratamiento de vitamina E en pacientes criónicos tiene la ventaja adicional de reducir los coágulos sanguíneos — y no conlleva el riesgo de sangrado gástrico asociado a la aspirina. Muchos aceites procedentes del pescado (especialmente el de salmón) proporcionan el mismo beneficio, además de reducir el riesgo de paro cardiaco55. Eliminar la coagulación en un paciente criónico es habitualmente un gran beneficio, pero para pacientes que vayan a ser intervenidos quirúrgicamente, la vitamina E y los aceites de pescado pueden estar contraindicados debido al peligro de sangrado excesivo.

Generalmente los procedimientos criónicos sólo se practican en pacientes que han preparado con antelación tanto el contrato como la financiación con alguna organización criónica (tal como Alcor Life Extension Foundation, la American Cryonics Society o el Cryonics Institute). En circunstancias óptimas, un sujeto criónico se declarará legalmente muerto inmediatamente después de su parada cardiaca. Sólo después de haberse declarado la muerte legal se pueden iniciar los procedimientos criónicos.

Una vez que se ha producido el paro cardiaco y se certifica la muerte, se utilizarán determinados fármacos para mantener la sedación, reducir el metabolismo cerebral, prevenir/revertir la coagulación sanguínea, incrementar la presión arterial, estabilizar el pH contra la acidosis, y proteger contra los daños por isquemia o reperfusión.

Los procedimientos criónicos deben restablecer la circulación sanguínea y la respiración tan pronto como sea posible para mantener los tejidos vivos. Esto es lo que en criónica se llama soporte cardiopulmonar (CardioPulmonary Support: CPS) en lugar de resucitación cardiopulmonar (CardioPulmonary Resuscitation: CPR) ya que no es deseable la resucitación tras la declaración de muerte legal (condición DNR, “Do Not Resuscitate”). Se proporciona propofol (2,6-diisopropilfenol) en parte porque su acción sedante puede prevenir la resucitación, con el beneficio añadido de que puede ser neuroprotector56. Se ha demostrado que el propofol inhibe la apoptosis de las células neurales que puede producirse como consecuencia del daño por isquemia o reperfusión57.

Se usa heparina para prevenir la coagulación sanguínea. La estreptoquinasa es el trombolítico habitual que se utiliza para disolver los coágulos de sangre. El THAM (trihidroximetil aminometano) es un reductor que mantiene tanto el pH arterial sin producir dióxido de carbono, como el pH intracelular al atravesar rápidamente las membranas de las células58.

Si los recursos están disponibles, los equipos criónicos restablecen la circulación y la respiración con dispositivos mecánicos. Estos dispositivos son capaces de restablecer la circulación tanto en subida (compresión) como en bajada (descompresión). La compresión-descompresión activa (Active Compression-DeCompression: ACDC) y la compresión abdominal interpuesta pueden mejorar considerablemente la perfusión del CPS59. La epinefrina se utiliza habitualmente para complementar la CPS manteniendo la presión sanguínea aunque también se utiliza la vasopresina60.

Mientras que el paciente recibe soporte cardiopulmonar con compresión-descompresión activa, se mantiene en un baño de agua helada circulante. El enfriamiento es mucho más rápido en el agua que en el aire61 y mucho más rápido en agua circulante que en agua estanca debido a la Ley del enfriamiento de Newton. El enfriamiento también se puede acelerar considerablemente gracias a la circulación sanguínea resultante del soporte cardiopulmonar con compresión-descompresión activa.

Una vez alcanzada una temperatura inferior a los 10ºC, puede comenzar la perfusión con una solución vitrificante. La vitrificación del cerebro se consigue utilizando tiempos de exposición al crioprotector considerablemente mayores que los vistos para la vitrificación de cortes de hipocampo. Los crioprotectores son tóxicos por lo que tiempos elevados de exposición al crioprotector significan toxicidad creciente. Pero no se pueden enfriar órganos grandes y tejidos corporales tan rápidamente como los cortes, así que se deben usar mayores concentraciones de crioprotector para prevenir la formación de hielo.

Existen recomendaciones en lo que respecta al almacenamiento de sujetos criónicos a temperaturas cercanas a los -130ºC para eliminar las fracturas debido al stress térmico cuando se llega a los -196ºC. Los sujetos almacenados justo por debajo de los -130ºC todavía permanecerían en estado sólido ya que las soluciones vitrificantes tienen una temperatura de transición vítrea justo por debajo de los -120ºC20. El almacenamiento a temperaturas ligeramente inferiores a los -130ºC aún debe implementarse en prácticamente todos los sujetos criónicos.

El almacenamiento se realiza en contenedores de nitrógeno líquido similares a termos. Este método es barato y no depende de la electricidad, por lo que no es vulnerable a cortes de suministro eléctrico.

CIENCIA Y EVIDENCIA INDIRECTA
Muchos críticos afirman que la criónica no es una ciencia y que no tiene la capacidad de convertirse en ciencia hasta que un mamífero se haya reanimado tras haber sido criopreservado a temperaturas criogénicas. Sin embargo, la construcción de modelos basados en extrapolaciones de evidencias indirectas es esencial en ciencia.

Nadie ha visto nunca el núcleo de la Tierra. Se han construido modelos del estado del universo en la primera millonésima de segundo tras el Big Bang. Los científicos describen el estado de la Tierra después de años de calentamiento global. Se han construido modelos del estado de los residuos nucleares para dentro de cientos de miles de años en el futuro — modelos sobre los que se ha depositado una dependencia considerable en los cementerios de residuos nucleares. Los pasados aterrizajes en la luna proporcionan evidencia indirecta de que son posibles futuros aterrizajes humanos en Marte.

Mucha gente criopreserva las células madre de los cordones umbilicales de sus hijos recién nacidos basándose en el futuro potencial de desarrollos científicos más que en la base de la ciencia actual. Células germinales y el ADN de especies amenazadas también se criopreservan de manera similar anticipándose a la futura tecnología. La vacuna de la gripe sólo tiene el 50% de posibilidades de proteger a una persona de más de 65 años62,63. Aunque no hay una garantía absoluta, no es poco científico atreverse a utilizar tratamientos médicos, audaces o comunes pero que están justificados por evidencia indirecta y que tienen alguna probabilidad de éxito.

Si hay modelos plausibles para reparar y reanimar a sujetos criónicos criopreservados64,65 parece razonable confiar en ellos una vez que la criopreservación se contemple como un tratamiento que puede tener éxito a largo plazo. Esperar a que se haya reanimado a un mamífero antes de criopreservar seres humanos puede significar la pérdida de muchas vidas. Sería lo mismo que esperar decenas o cientos de miles de años antes de almacenar los residuos nucleares para asegurarse. Existe suficiente evidencia indirecta para sostener que la reanimación de un mamífero criopreservado no es esencial para justificar científicamente la práctica criónica.

CONCLUSIONES
Las bajas temperaturas ralentizan el tiempo biológico, deteniéndolo de manera efectiva a la temperatura del nitrógeno líquido. Los crioprotectores reducen enormemente el daño causado por la criopreservación del tejido, y vitrificaciones efectivas pueden prevenir la formación de hielo completamente. La toxicidad del crioprotector es un daño muy probablemente reparable y además se siguen descubriendo nuevos métodos de criopreservación menos tóxicos. Aplicada a humanos y animales, la criopreservación es un medio para alcanzar un estado biológico estable que en principio es reversible.

La muerte es un proceso que comienza, no que termina, cuando el corazón y la circulación se detienen. Los procedimientos criónicos tienen como objetivo minimizar un mayor daño restableciendo artificialmente la circulación sanguínea y reduciendo rápidamente la temperatura una vez declarada la muerte legal basada en parada cardiorespiratoria. A temperaturas ambiente normales, el proceso de muerte clínica por el que se pierde la información del cerebro que define a un ser humano puede requerir muchas horas.

La propuesta de que el envejecimiento es una enfermedad que se puede tratar y quizás en última instancia revertir (rejuvenecimiento), se basa en la idea generalmente aceptada de que el envejecimiento consiste en una multitud de patologías específicas a nivel molecular que se pueden estudiar, entender y revertir con herramientas previsibles. Las patologías causadas por una isquemia cerebral global (muerte clínica), las debidas a la criopreservación, y las debidas a otras enfermedades incurables actualmente, son de manera similar, sujetas a análisis así como una posible reparación futura. Si el daño causado por el envejecimiento se puede reparar en algún momento futuro, no es descabellado pensar que el daño causado por los procedimientos criónicos también se pueda reparar. Y si el daño causado por el envejecimiento se puede reparar en un tiempo futuro, la criónica puede ser la única salida para que mucha gente que vive en la actualidad alcance una medicina futura. Esto permitiría tratar las enfermedades actualmente incurables así como rejuvenecer.

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