冷冻人体可行吗?以后还能复苏吗?《白泽论坛》带你走进低温下的生命世界

2020
12/31

+
分享
评论
上海细胞治疗集团 /  上海细胞治疗工程技术研究中心
A-
A+

低温下的生命有着怎样的奥秘呢?一起来看看吧。

昨天下午,上海理工大学医疗器械与食品学院院长刘宝林教授做客第38期白泽论坛,带来了《生物样本低温保存技术》主题演讲。低温下的生命有着怎样的奥秘呢?一起来看看吧。

我们通常喜欢待在一个令自己舒适的温度范围,因此,我们会在冬天冲暖饮,夏天吃冰镇西瓜。超过这个范围的温度会令我们感到不适,而当温度不断趋近于极高或极低,我们的生命会完全消逝吗?还是有其他答案呢?

一些动物会在低温下“假死”

加拿大科学家在研究一种树蛙时发现,被霜冻的树蛙,在解冻后又活蹦乱跳的“复活”了。这只树蛙提供了一个“其他答案”,透露出极低温下生命秘密的一角。

那么极低温下的生命究竟是怎样的呢?

生命由细胞组成,细胞再由分子、原子组成,这些分子、原子的运动也就是我们生命活动的基础。而这些微观粒子的运动与温度密切相关,当温度降至一定温度下,这些粒子运动会逐渐减慢甚至停止(这一温度称为“绝对零度”,也是原子所能达到的低温极限),与之相对,我们的各项生命活动也会随之减缓,这便是低温科学的理论起点。

人们对“低温延长生命”的探索

低温之下,运动变得缓慢,相比之下,时间被无限的放大。因此,人们将冻结视为一种延长生命的方式。在科幻作品中,主人公常常是在低温深眠下穿过遥远的宇宙光年、或是漫长的末日长夜。

现实中,也有人选择了使用低温冷冻来延长自己的生命。美国的阿尔科基金会已经冷冻了一百多具“人体”,其中不乏各界名人,他们在生命临界终点时,被冷藏起来,等待在未来某一天“苏醒”。但这些人是否能够真的“复活”,没有人知道,因为现在为止还没有实施过这些低温人体的复苏。

低温技术在医学的应用

虽然“冷冻人体”听起来仍过于玄幻,但在医疗领域,低温技术距离我们其实并不遥远。目前,低温存储在临床上多应用在细胞层面,随着细胞医疗兴起,细胞作为一种新型式的药物逐渐被应用在免疫性疾病、恶性肿瘤等疾病的治疗当中。

但有别于传统化学药物,细胞作为一个有活性的生命体,其疗效往往需要建立在有效的存储之上,这就需要低温技术的介入了。

低温存储的难点是水

我们常说“没有水就没有生命”,水的独特性质使其成为众多生命活动的基础,如水良好的介电性、高值的比热容。但水在低温下冻结,却是细胞存储面临的主要问题。

1972年,Peter Mazur提出,细胞在冷冻过程中面临两大损伤,即“胞内冰损伤”与“溶质损伤”。

从上面不同冷却速率下细胞存活率曲线,我们可以看到:降温速率过慢,细胞主要因溶质损伤而失活,而降温过快,则面临胞内冰损伤。而曲线的最高点,就是细胞冻存时的最佳降温速率。

为什么会有溶质损伤和胞内冰损伤呢?

两者的出现与细胞膜渗透性有关。当细胞冷却过快,胞膜内水分子来不及外渗即过冷,细胞中的胞质便会结成冰晶,对细胞器乃至整个细胞造成损伤;而冷却过慢,细胞外液会先结冰,导致渗透压升高,细胞内水分外渗,若这一过程过久,会导致细胞失水皱缩。

低温电镜下细胞降温过程,黑色的细胞代表胞内形成了胞内冰

因此,细胞的冻存通常需要在加入保护剂后,用程序降温仪,先以较慢速度降温,在达到某一温度时,快速降至-196℃,并在这一温度长期存储。

玻璃化——低温保存的另一种方式

在低温,水除了凝结成冰,还有另一种形式——玻璃化。在加入高浓度保护剂后,直接投入液氮快速冷却,当粘度达到临界值时即发生玻璃态固化。下方图片展示了玻璃化冻存的兔肾脏,前方透明柱状便是玻璃化的样本。

除了水,细胞的的渗透性和保护液种类也是低温存储的关键。

不同种类细胞的细胞膜渗透性不同,进而最佳降温速率也不相同。这也是低温技术的应用多局限于细胞,而难以普及到组织、器官存储的原因之一。所以,那些冷冻下的人,是否能够成功苏醒呢?这可能要等到他们复苏的那一天才会知道。

本文来自上海细胞治疗工程技术研究中心,作者上海细胞治疗集团。

本文转载自其他网站,不代表健康界观点和立场。如有内容和图片的著作权异议,请及时联系我们(邮箱:nanxingjun@hmkx.cn
关键词:
冷冻,低温,复苏

人点赞

收藏

人收藏

打赏

打赏

我有话说

0条评论

0/500

评论字数超出限制

表情
评论

为你推荐

相关文章

推荐课程


社群

精彩视频

您的申请提交成功

确定 取消
剩余5
×

打赏作者

认可我就打赏我~

1元 5元 10元 20元 50元 其它

打赏

打赏作者

认可我就打赏我~

×
打赏

扫描二维码

立即打赏给Ta吧!

温馨提示:仅支持微信支付!