Die größte Herausforderung der Kryonik ist meist nicht die spätere Lagerung bei tiefen Temperaturen. Es sind die ersten Stunden. Die größte Gefahr in dieser Zeit ist die Ischämie. Deshalb muss ein seriöser Kryonik-Anbieter ähnlich organisiert sein wie ein Rettungsdienst. Wer versteht, was Ischämie im Gewebe bewirkt, versteht auch, warum nach einem Herzstillstand jede Minute zählt, und warum das Wettrennen gegen den Zellverfall in dem Moment beginnt, in dem das Herz stehen bleibt.
Was Ischämie ist
Zellen arbeiten mit Sauerstoff. Bei der Zellatmung gewinnen sie mithilfe von Sauerstoff Energie aus Nährstoffen und versorgen damit das Gewebe. Bei einer Ischämie ist die Durchblutung vermindert oder unterbrochen, und das bedeutet mehr als nur Sauerstoffmangel: Auch Glukose bleibt aus, Abfallstoffe werden nicht mehr abtransportiert, und die Zellen müssen Energie ohne Sauerstoff gewinnen, was deutlich weniger effizient ist und zur Anreicherung schädlicher Stoffwechselprodukte beiträgt. Hält der Energiemangel an, versagen die Ionenpumpen, die die Ionenkonzentrationen in der Zelle regulieren, Kalzium strömt ein, die Zelle schwillt an und kann schließlich absterben.
Ischämie macht auch einen ischämischen Schlaganfall oder einen Herzinfarkt so gefährlich: Das vom verschlossenen Gefäß versorgte Gewebe beginnt innerhalb von Minuten abzusterben. Auch in der Kryonik zählt deshalb jede Minute, besonders beim Schutz des Gehirns.
Warum Ischämie der größte Gegner der Kryonik ist
Die zentrale These des Artikels „Gedächtnis, Identität und das Gehirn“ lautet: Unsere Identität beruht auf der Struktur des Gehirns, insbesondere auf der genauen Verschaltung seiner Nervenzellen. Genau diese Struktur greift Ischämie an. Mit jeder Minute ohne Sauerstoff nach dem festgestellten Tod können die neuronalen Verbindungen weiter geschädigt werden, die Erinnerungen und Persönlichkeit zugrunde liegen. Dabei geht es um konkrete Schäden an den neuronalen Verbindungen. Dadurch können nach und nach genau die Informationen verloren gehen, die durch die Kryokonservierung erhalten werden sollen.
Daraus ergibt sich das wichtigste Ziel der ersten Behandlungsphase. Die Kryokonservierung kann erst nach der ärztlichen Feststellung des Todes beginnen. Wie gut das Gewebe erhalten bleibt, hängt wesentlich davon ab, wie stark es bis zur ausreichenden Kühlung und zum Schutz durch Kryoprotektiva durch Ischämie geschädigt wird. Dieses Zeitfenster so kurz wie möglich zu halten, ist die wichtigste Aufgabe eines Bereitschaftsteams.
Wie die Behandlung unter Zeitdruck abläuft
Deshalb setzt Tomorrow.bio geschulte Teams für Bereitschaft, Stabilisierung und Transport (SST) ein, die bereits vor dem Transport in die Lagereinrichtung mit der Versorgung beginnen. Sobald der Tod ärztlich festgestellt ist, ergreift das Team gleichzeitig mehrere Maßnahmen, um ischämische Schäden zu begrenzen:
- Kreislauf wiederherstellen. Ein Gerät zur mechanischen Herzdruckmassage hält die Blutzirkulation aufrecht, damit Sauerstoff und Medikamente ins Gewebe gelangen.
- Schnell kühlen. Der Patient wird in ein Eisbad gelegt und rasch heruntergekühlt. Kälte verlangsamt den Stoffwechsel und senkt damit den Sauerstoffbedarf. Dadurch lassen sich ischämische Schäden hinauszögern. Bei einer Abkühlung um 10 °C sinkt die Stoffwechselrate ungefähr um die Hälfte. Der geringere Sauerstoffbedarf verschafft dem Team mehr Zeit für die Versorgung. Der Körper bleibt dabei über dem Gefrierpunkt, damit sich kein Eis bildet, bevor die Schutzstoffe eingebracht sind.
- Medikamente geben. Medikamente sollen den Energiebedarf des Gehirns senken, die Blutgerinnung hemmen, den Kreislauf während der mechanischen Herzdruckmassage unterstützen und Schäden durch freie Radikale und Entzündungsreaktionen begrenzen. Zusammen sollen sie die Prozesse verlangsamen, die bei einer Ischämie zu Zellschäden führen.
Erst nach dieser Stabilisierung wird das Gewebe mit Kryoprotektiva durchspült, und erst wenn es ausreichend geschützt ist, beginnt die weitere Abkühlung auf −196 °C. Erst wenn der Körper vitrifiziert ist, kommen die ischämischen Schädigungsprozesse vollständig zum Erliegen: Der Stoffwechsel steht still, und die Zellen benötigen keinen Sauerstoff mehr.
Warme Ischämie, kalte Ischämie und warum die Reaktionszeit alles entscheidet
Nicht jede Ischämie ist gleich. Bei einer warmen Ischämie ist die Durchblutung bei Körpertemperatur vermindert oder unterbrochen. Da der Stoffwechsel noch aktiv ist, führt die Unterversorgung rasch zu Schäden. Bei einer kalten Ischämie ist das betroffene Gewebe bereits gekühlt. Schäden entstehen langsamer, weil die Kälte die zugrunde liegenden Stoffwechselprozesse verlangsamt. In der ersten Behandlungsphase soll das Gewebe deshalb so schnell wie möglich gekühlt werden, um Schäden durch warme Ischämie zu begrenzen.
Das spricht auch für ein eigenes Bereitschaftsteam. Ist ein Anbieter bei der Versorgung vor Ort auf Dritte angewiesen, kann sich die Phase der warmen Ischämie verlängern. Nach Einschätzung von Fachleuten können bei der Übergabe an unvorbereitete örtliche Dienste zunächst erhebliche Schäden durch warme Ischämie entstehen, bevor eine weitere, viele Stunden dauernde Phase kalter Ischämie folgt. Ein eigenes Bereitschaftsteam soll genau diese Verzögerungen verkürzen. Allerdings sind möglicherweise mehr ischämische Schäden reversibel als früher angenommen. Untersuchungen zur Erholung von Zellen nach längerer warmer Ischämie deuten darauf hin, dass sich manche bislang als irreversibel geltenden Schäden teilweise rückgängig machen lassen. Ein Beispiel dafür ist das an der Yale University entwickelte Perfusionssystem OrganEx. Im Jahr 2022 stellte dieses System Kreislauf und Zellfunktion im gesamten Körper von Schweinen eine Stunde nach dem Herzstillstand wieder her. Mit dem Vorgängersystem BrainEx gelang es 2019, in isolierten Schweinehirnen vier Stunden nach dem Tod die Durchblutung und bestimmte Zellfunktionen wiederherzustellen. Bei keinem der beiden Systeme gab es Hinweise auf eine Wiederherstellung des Bewusstseins. Die Ergebnisse zeigen jedoch, dass sich bestimmte Zellfunktionen auch nach mehreren Stunden warmer Ischämie noch wiederherstellen lassen.
Diese zeitliche Dringlichkeit bestimmt die Organisation eines seriösen Anbieters: seine ständige Einsatzbereitschaft (24/7), kurze Reaktionszeiten sowie festgelegte Abläufe für Bereitschaft und Stabilisierung. Gelingt es, ischämische Schäden rechtzeitig zu begrenzen, lässt sich die Struktur des Gehirns besser erhalten. Was in den ersten Minuten zerstört wird, lässt sich durch die spätere Lagerung in flüssigem Stickstoff nicht wiederherstellen.
Kurz gesagt: Ischämie bezeichnet eine verminderte oder unterbrochene Durchblutung, durch die das Gewebe zu wenig Sauerstoff und Nährstoffe erhält. Rasche Kühlung und Stabilisierung können die Schädigung verlangsamen. Je länger das Gewebe bei Körpertemperatur unzureichend durchblutet bleibt, desto schlechter sind in der Regel die Voraussetzungen für seine Konservierung.
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