Der Begriff „Kryonik“ vermittelt einen falschen Eindruck. Er lässt die Leute an Einfrieren denken – an einen Körper, der wie ein Steak im Tiefkühlschrank zu Eis wird. Doch das eigentliche Ziel ist seltsamer und sorgfältiger als das, und es lässt sich besser mit einem Ausdruck beschreiben, der fast wie ein Widerspruch klingt: Konservierung ohne Einfrieren. Der Trick, der das möglich macht, ist die Vitrifikation, und hier ist die kurze, grobe Übersicht darüber, was das ist, was es dir bringt und – was genauso wichtig ist – was es nicht leistet.
Einen Körper in einen glasartigen Zustand versetzen
Vitrifikation ist der Vorgang, bei dem eine Flüssigkeit in den festen Zustand übergeht, ohne dass sich dabei Kristalle bilden. Das Wort stammt vom lateinischen „vitrum“(Glas), und Glas ist genau das richtige Bild, das man sich dabei vorstellen sollte. Wenn man die meisten Flüssigkeiten abkühlt, kristallisieren sie; kühlt man sie jedoch auf die richtige Art und Weise und unter den richtigen chemischen Bedingungen ab, werden sie stattdessen einfach immer zähflüssiger, bis sie zu einem starren, ungeordneten Feststoff erstarren. Es bilden sich keine Kristalle. Die Moleküle bleiben fast genau in derselben Anordnung, die sie als Flüssigkeit hatten – nur bewegen sie sich nicht mehr.
Bei der Kryokonservierung ist das der Unterschied zwischen einem zerstörten und einem intakten Gehirn. Das Wasser in den Körperzellen wird größtenteils durch Kryoprotektiva ersetzt, und das Gewebe wird so lange gekühlt, bis es die Glasübergangstemperatur – etwa zwischen -120 °C und -135 °C – erreicht und erstarrt. Das Ergebnis ist kein gefrorener Körper. Es handelt sich um Gewebe in einem glasartigen Zustand, und in diesem Zustand ist der Verfall praktisch zum Stillstand gekommen.
Was die Verglasung bewirkt
Wenn sie richtig durchgeführt wird, erfüllt die Verglasung gleich vier Zwecke:
- Es verhindert die Bildung von Eiskristallen, sodass es nie zu einer mechanischen Zerkleinerung durch das Gefrieren kommt.
- Es bewahrt die zelluläre und strukturelle Architektur des Gewebes, vor allem die neuronalen Verbindungen im Gehirn.
- Es verlangsamt jede chemische und biologische Reaktion fast bis zum Stillstand und stoppt so den Verfall.
- Es bewahrt das Informationsmuster des Gewebes – also den Teil, der eine Person tatsächlich kodiert – so intakt, dass eine zukünftige Technologie es eines Tages vielleicht reparieren und wiederherstellen kann.
Dieser letzte Punkt ist der Grund, warum sich das alles lohnt, und er knüpft direkt an das Konzept der Biostase an: Behält man die Struktur bei, bewahrt man den Menschen – selbst über eine Kluft hinweg, die mit der heutigen Technologie nicht zu überbrücken ist.
Was die Verglasung nicht bewirkt
Hier zählt Ehrlichkeit mehr als Begeisterung. Die Vitrifikation bringt niemanden wieder zum Leben. Sie kehrt den Alterungsprozess nicht um und heilt auch nicht die Krankheit, die zum Tod geführt hat. Sie garantiert für sich genommen nicht, dass jemals jemand wiederbelebt wird. Alles, was sie tut – und das ist schon viel –, ist, den physischen Körper eines Menschen so gut zu konservieren, dass die Frage der Wiederbelebung offen bleibt, anstatt durch Beerdigung oder Einäscherung für immer entschieden zu werden. Sie ist eine Brücke in eine Zukunft, die diese Aufgabe vielleicht bewältigen kann – oder auch nicht. Deshalb ist uns ebenso klar, dass eine Wiederbelebung derzeit nicht möglich ist.
Alles, was danach kommt, hängt davon ab, dass dieser eine Schritt richtig gemacht wird. Würde man zulassen, dass Gefriergeschwüre die Struktur des Gehirns in den ersten Stunden zerstören, könnte kein Medikament der Zukunft das Verlorene wiederherstellen, da die Informationen selbst verloren wären. Die Vitrifikation macht den Unterschied zwischen der Erhaltung eines Menschen und der bloßen Lagerung von Trümmern aus. Deshalb steht sie im Mittelpunkt der modernen Kryokonservierung.
Wann eine Fixierung die bessere Option ist
Bei der Vitrifikation kommt es darauf an, dass das Kryoprotektivum überall dort hingelangt, wo es gebraucht wird – und das hängt von einem Kreislaufsystem ab, das noch für eine gleichmäßige Verteilung sorgt. Wo der ischämische Schaden bereits schwerwiegend ist, funktioniert das nicht, und eine lückenhafte Durchblutung führt dazu, dass sich gerade an den entscheidenden Stellen Eis bildet. Für solche Fälle gibt es eine zweite Methode: die aldehydstabilisierte Kryokonservierung, kurz ASC.
Bei der ASC-Methode wird das Gehirn zunächst mit Glutaraldehyd durchspült, einem Fixiermittel, das Proteine an ihren Plätzen vernetzt. Der Verwesungsprozess wird sofort gestoppt und die Struktur fixiert, noch bevor die Abkühlung beginnt. Sobald das Gewebe stabilisiert ist, kann die Konzentration des Kryoprotektivums langsam auf einen hohen Wert – etwa 65 % Ethylenglykol – erhöht werden, und das Gehirn wird bei etwa -135 °C zur Langzeitlagerung vitrifiziert.
Die Beweise dafür sind ungewöhnlich eindeutig. ASC bewahrte die synaptische Konnektivität im gesamten Schweinegehirn so gut, dass es den Preis der Brain Preservation Foundation für große Säugetiere gewann – was nach der Wiedererwärmung mittels 3D-Elektronenmikroskopie überprüft wurde.
Der Kompromiss ist real und muss offen angesprochen werden. Die Fixierung lässt sich mit derzeit vorstellbaren Mitteln nicht rückgängig machen. Glutaraldehyd hält das Konnektom in außergewöhnlicher Detailgenauigkeit fest, indem es die Proteine chemisch miteinander verbindet, was eine biologische Regeneration des Gewebes unmöglich macht. ASC bewahrt das Muster und verzichtet auf den Rückweg über das ursprüngliche Substrat – das ist die Frage nach der Kontinuität in physikalischer Form.
Deshalb ist es nicht die Standardmethode. Bei guter Durchblutung hält die Vitrifikation beide Möglichkeiten offen. Auf ASC greifen wir zurück, wenn die Alternative darin besteht, die Struktur komplett zu verlieren.
TL;DR: Bei der modernen Kryokonservierung geht es darum, Gewebe zu vitrifizieren, anstatt es einzufrieren. Kryoprotektiva verringern die Eisbildung, sodass die biologische Struktur in einen stabilen, glasartigen Zustand übergehen kann.
Weiterführende Literatur