تقنيات حفظ الانسجة بالتجميد
الحفظ بالتبريد هو حفظ الخلايا والأنسجة بالتجمد. الحفظ بالتبريد يعتمد على قدرة جزيئات صغيرة لدخول الخلايا ومنع الجفاف وتشكل بلورات الثلج داخل الخلايا، الذي يمكن أن يسبب موت الخلايا وتدمير العضيات الخلوية خلال عملية التجمد. هناك عاملين شائعين للحماية بالتبريد وهما ثنائي ميثيل سلفوكسيد (DMSO) والغليسرول.
الغليسرول يستعمل بشكل أساسي للحماية بالتبريد للخلايا الحمراء، وثنائي ميثيل سلفوكسيد يستعمل لحماية الخلايا الأخرى والأنسجة. هناك سكر يسمى ترهالوز، يتواجد عند الكائنات الحية القادرة على النجاة في ظروف الجفاف الشديدة، يستعمل في طرق التجميد للحفظ بالتبريد. ترهالوز يحفظ توازن الأغشية الخلوية، وهو يكون مفيدا لحفظ النطاف، الخلايا الجذعية، وخلايا الدم.
معظم أنظمة الحفظ بالتبريد الخلوية تستعمل ثلاجة ذات معدل يتحكم فيه. نظام التجميد يعطي نيتروجين سائل في حجرة معلقة يتم فيها تعليق الخلية. المراقبة الحذرة لمستوى التجميد يساعد في منع الجفاف السريع للخلايا وتشكيل بلورات الثلج.
بشكل عام، الخلايا تكون مأخوذة من درجة حرارة الغرفة إلى درجة حرارة −90 °C (−130 °F) بثلاجة يتم التحكم بمستواها. تعليق الخلية المجمدة ينتقل إلى ثلاجة تحوي النيتروجين السائل في درجات حرارة باردة جدا إما على شكال بخار أو على شكل سائل. الحفظ بالتبريد الذي يعتمد على تقنية الثلاجة المجففة لا يتطلب استعمال ثلاجات النيتروجين السائل.
الحفظ بالتجميد
الحفظ بالتبريد أو التخزين بالتجميد Cryopreservation، هي عملية تكون فيها الخلايا، الأنسجة بالكامل، أو أي مواد أخرى عرضة للتلف بسبب التفاعلية أو الزمن يتم حفظها بالتبريد حتى درجات حرارة أقل من صفر. عند درجات الحرارة المنخفضة الكافية، أي نشاط انزيمي أو كيميائي والذي من شأنه أن يتسبب في تلف المادة يتوقف بفاعلية.
التجميد هي طريقة الحفظ الاكثر محافظة على القيمة الغذائية وشكل وطعم الأغذية. درجة حرارة التجميد هي ºC0 الى Cº25– وأكثر.
الحفظ بالتجميد يعتمد على خفض درجة الحرارة الى المستوى الذي تسبب به:
أ. توقف نشاط الكائنات الدقيقة، بشكل مؤقت. عند تذويب الأطعمة، تنشط وتتكاثر الكائنات الحية التي صمدت جراء التجميد
ب. توقف النشاط الانزيمي – تتوقف العمليات الكيماوية، بشكل مؤقت. عند تذويب الأطعمة، تنشط الانزيمات مرة أخرى.
طرق التخزين بالتبريد تسعى للوصول إلى درجات الحرارة المنفذة بدون التسبب في تلف إضافي ينتج عن تشكل الثلج أثناء التجميد.
التخزين التقليدي بالتبريد يعتمد على تغطية المادة للتجمد بنوع من الجزئيات يسمى حافظات التبريد. الطرق الجديدة تعمل باستمرار على التحقق من السمية المتأصلة في الكثير من حافظات التبريد.
افتراضياً ينبغي النظر في أن متغيرات التخزين بالتبريد تشكل هيكل وبنية الخلايا إلا إذا ثبت خلاف ذلك بالنسبة لخلايا معينة.
حفظ الغذاء بالتبريد
حفظ الاغذية بالتبريد هو احدى طرق التخزين المختلفة، حيث يتم تخزين الاغذية الطازجة من خضار وثمار ولحوم واسماك وألبان فى الثلاجات المبردة لحفظها لفترة طويلة تختلف هذه المدة حسب الاغذية.
يتعتبر الحفظ بالتبريد من الطرق القديمة المعروفة لحفظ الأغذية، وقد عرفها الإغريق والرومان والمصريون وقد عمد القدماء إلى وضع الثلج حول الأغذية لحفظها أو دفنها تحت الثلج.
وتعتبر طريقة الحفظ بالتبريد أو بالتجميد من الطرائق المهمة في حفظ الخضار والفواكه واللحم.. لكونهما تحفظ الأغذية لفترة طويلة وتحفظ حيويتها وإبقائها على طبيعتها والمحافظة على فيتاميناتها إضافة إلى منع نشاط الجراثيم والانزيمات.
ويمكن حفظ الخضراوات والأغذية الأخرى على درجات حرارة 7 CO وذلك لفترة تتراوح بين عدة أيام وعدة شهور بحسب نوع الغذاء المراد حفظه.
يُحفظ الغذاء طازجًا على درجة حرارة اعلى من الصفر مئوية. والتخزين على هذه الدرجة أو قريبًا منها يُوقف نمو ونشاط معظم الكائنات الحية الدقيقة التي تسبب فساد الأغذية. كما أنه يقلل أيضًا من نشاط الإنزيمات التي تسبب التغيرات غير المرغوبة في لون وطعم وملمس المواد الغذائية. والأغذية التي تحتاج للحفظ بالتبريد تشمل السمك واللّحم والبيض واللبن والفواكه والخضراوات.
وللتخزين على درجات حرارة منخفضة ميزة عن معظم طرق الحفظ الأخرى، حيث إنه يُحدث تغيراتٍ طفيفةً في الأغذية، نظرًا لأن عملية التبريد تحافظ على اللون والطعم والعناصر المغذية الموجودة في الغذاء الطازج.
الحفظ بالتبريد في درجة حرارة Cº7, يبطئ عمليات تلف الأطعمة، ولكنها مع ذلك تحدث.
حفظ الخلايا الحية بالتبريد
العلاج التبريدي (من اليونانية تعنى ‘الباردة’)هو الحفاظ علي الجسم في درجة حرارة منخفضة(عادة في -196درجة مئوية) للناس الذين لم يتمكنوا من البقاء على قيد الحياة بالطرق الطبية المعروفة، مع الأمل في إمكانية إنعاش أجسادهم واعادتها إلى الحياة مرة أخرى في المستقبل.الحفظ بالتبريد للجسم لا يمكن عكسه مع التكنولوجيا الحديثة؛ لكن يتحلى علماء هذا المجال بالأمل في أن التقدم الطبي سيسمح يومًا ما بإعادة الخلايا الميتة والمحفوظة بالتبريد إلى الحياة مرة أخرى.
يعتمد هذا العلم على أن الموت هو عملية وليس حدثا، أن الموت السريري هو توقع الموت بدلا من تشخيص الموت.
اجراءات التجميد يمكن أن تبدأ فقط بعد الموت القانوني، فالمرضى المتجمدون يعتبروا من ميتين من الناحية القانونية. هذه الإجراءات من الناحية المثالية تبدأ في غضون دقائق من توقف القلب، واستخدام مواد معينة لمنع تكوين الجليد أثناء الحفظ بالتبريد.كانت أول جثة حفظت كان للدكتور جيمس بيدفورد في عام 1967. اعتبارا من عام 2014 حوالي 250 جثة حفظت في الولايات المتحدة ،و 1500 شخص اجروا الاجراءات من أجل الحفظ بالتبريد بعد الموت القانوني.
يزعم ممارسو العلاج بالتبريد بأنه ما دامت بنية الدماغ سليمة، ونظرًا لفهم القانون الفيزيائي الحالي، فلا يوجد عائق جوهري لاستعادة محتوى المعلومات. إذ يذهب ممارسو هذا العلاج إلى ما هو أبعد من الإجماع العلمي حين يقولون إنه لا ينبغي أن يكون الدماغ نشطًا بشكل متواصل للبقاء على قيد الحياة أو الاحتفاظ بالذاكرة. ويقولون، بشكل مثير للجدل، إن الإنسان يبقى حيًّا حتى داخل الدماغ الخامل الذي قد تعرَّض لتلف شديد، شريطة أن يكون الترميز الأصلي للذاكرة والشخصية، من الناحية النظرية، قابلًا للتعرّف عليه بشكل مناسب ثم إعادة تكوينه مما تبقى من البُنية.
يستخدم ممارسو العلاج بالتبريد درجات حرارة أقل من -130 درجة مئوية، وتسمى الحفظ بالبرودة، في محاولة منهم للحفاظ على معلومات كافية من الدماغ تسمح بإحياء الشخص الذي حُفظ في المستقبل. قد تجري هذه العملية عن طريق التجميد أو التبريد باستخدام مادة مقاومة للتقليل من التلف الناتج عن الثلج أو عن طريق التزجيج. حتى باستخدام أفضل الطرق، يُعتبر حفظ الأجساد أو الأدمغة أمرًا بالغ الضرر ومُتعذر إلغاؤه باستخدام التكنولوجيا الحالية.
يرى مؤيدو هذه الطريقة أن استخدام نوع ما من تقنية النانو (تقنية الجزيئات متناهية الصغر) غير الموجود حاليًا قد يكون قادرًا على المساعدة في إحياء الموتى ومعالجة الأمراض التي أودت بحياتهم. إلى جانب اقتراحهم عملية استنساخ العقل.
تجميد الأحياء
نجح علماء يابانيون في إعادة مخلوق ميكروسكوبي إلى الحياة، بعدما تم الاحتفاظ به مجمدا طوال نحو ثلاثة عقود.
فقد قام العلماء في المعهد الياباني الوطني للأبحاث القطبية بإذابة الجليد عن المخلوقات الصغيرة التي تم جمعها من قارة أنتاركتيكا عام 1983، وظلت محفوظة طوال عقود ثلاثة في درجة حرارة تبلغ 20 تحت الصفر.
وأعيد إحياء اثنين من “دببة الماء”، نفق أحدهما بعد يومين، ونجح الثاني في التكاثر مع دب ماء ثالث، أعيد إحياؤه لاحقا.
كما نشر فريق من الباحثين الأمريكيين دراسة علمية مثيرة فى مجلة “إكس نانو” حول نجاحهم فى إعادة أجندة الأسماك لنشاطها بعد تجميدها لفترة من الزمن، حيث نجا 10% فقط من الأجنة من الموت، فى حين تعرضت بقية الأجنة للنفوق جراء التجمد. ورغم ضآلة نسبة النجاح في هذه التجربة إلا أن الباحثين أكدوا أن هذه النتائج تعد مذهلة بعد 60 عاما من التجارب الفاشلة في تحقيق حلم الكثير من العلماء الغربيين ب “تعليق الحياة” لفترة من الزمن أو العيش لأطول فترة ممكنة.
وقال الباحثون أن التجارب العلمية الجديدة أثبتت نجاحا مقبولا بعض الشيء فى إمكانية تجميد الأعضاء البشرية والأدمغة وإعادة توظيفها فى المستقبل، كما أجريت الدراسة على نماذج محاكاة لإختبار ما يمكن ان يحدث للبشر فى حالة تجميدهم. حيث يتم تجميد الفرد في درجات حرارة دون الصفر ومنحهم فرصة اختيار توقيت العودة في المستقبل.
ومن جانب آخر ذكر الباحثون في ورقتهم المنشورة بمجلة أكس نانو: “إن الحجم الكبير من صفار البيض لا يزال يتحدى العودة كما كان بعد تجميده، مما يؤدي إلى تشكيل الثلج البلوري القاتل للخلايا أثناء الحفظ بالتبريد وهو نموذج للتحديات التى تواجه إمكانية تجميد الخلايا الحية. فالمشكلة التى تحدث أنه عندما يتم تجميد شيء ما، فإنه يوسع ويدمر الخلايا، لذلك أضاف الباحثون حلا مضادا لموت الخلايا أثناء التجميد. ومع ذلك، حتى مع مكافحة التجميد، كانت هناك قضايا كبيرة خلال مرحلة إزالة الجليد.
وتضع هذه الدراسة تخيلات مستقبلية لإمكانية “تجميد” رواد الفضاء عند قيامهم بالسفر فى رحلات طويلة حيث أنه فى هذه الحالة لن يحتاج المسافرون إلى الكواكب البعيدة الكثير من الطعام أو الماء، فضلا عن المرافق الأساسية الأخرى – الأمر الذي من شأنه أن يجعل هذه الرحلات الخارجية أخف وزنا وأسرع – ومن شأنه أيضا أن يقلل من الأضرار التي تلحق بالحالة النفسية للأفراد.
تجميد البشر ويكيبيديا
يتم تخزين المعلومات في الذاكرة طويلة المدى في الخلايا و الجزيئات داخل الدماغ. في جراحات الشريان الاورطي، يتم خفض درجة حرارة الجسم لتبريد الجسم أثناء توقف القلب؛ ويتم ذلك في المقام الأول إلى انفصال الدماغ من خلال تباطؤ معدل التمثيل الغذائي، والحد من الحاجة إلى الأكسجين، وبالتالي الحد من الأضرار الناجمة عن نقص الأكسجين. معدل الأيض يمكن تخفيضه بنسبة 50% عند 28 درجة مئوية وحوالي 80% عند 18 درجة مئوية . عن طريق ابقاء الدماغ عند حوالي 25 درجة مئوية، فان العمليات الجراحية يمكن أن تمتد إلى حوالي نصف ساعة مع معدلات مرتفعة من النشاط العصبي ؛ زيادتها إلى 40 دقيقة يزيد من المخاطر على المدى القصير ويؤدي على المدى البعيد إلى تلف الأعصاب.
ومن المثير للجدل ان هذا العلم يؤكد أن الإنسان ممكن ان يبقي على قيد الحياة حتى في الحالة الغير نشطة للدماغ شريطة أن الشخصية والذاكرة يعملان جيدا. العلماء يزعمون أنه طالما بنية الدماغ لا تزال سليمة، لا يوجد عائق يمنعه من الوظيفة ويعتبرون المريض المجمد والذي كان أعلن قانونا انه مات ربما يكون لا يزال على قيد الحياة من خلال المعلومات النظرية،و أن الموت الحقيقي ينبغي أن يعرف بأنه فقدان الدماغ المعلومات الهامة للهوية الشخصية بصورة لا رجعة فيها.تستخدم درجات حرارة أقل من -130° مئوية, في محاولة للحفاظ على ما يكفي من المعلومات في الدماغ بما يسمح في المستقبل لإحياء هذا الشخص.
حتى باستخدام أفضل طرق فان الحفظ بالتبريد للجسم كاملا أو العقل يسبب ضررا لا رجعة فيه مع التكنولوجيا الحالية.
وفقًا لصحيفة نيويورك تايمز، فإن مؤيدي العلاج بالتبريد هم في الغالب من الذكور البيض غير المتدينين إذ يفوق عددهم عدد النساء بنحو ثلاثة إلى واحد. أما وفقًا لصحيفة الغارديان، في عام 2008، بينما كان أغلب مؤيدي هذه الطريقة هم من الشباب الذكور «العباقرة»، فقد تحّول الأمر لاحقًا إلى إجماع أكبر من ذلك بكثير.
حفظ الأغذية بالتجميد PDF
انقر هنا لتحميل الملف.
انقر هنا لتحميل الملف.
مشروع تجميد البشر
يسعى باحثون أميركيون إلى تطوير تقنيات جديدة تهدف إلى كسب المزيد من الوقت الإضافي اللازم للجنود الجرحى بين لحظة الإصابة والعلاج الطبي الأول، فعندما يصاب الجنود في ساحة المعركة، يصبح عامل الوقت هو الأساس الذي تعتمد عليه حياة هؤلاء الجنود، حيث أن المدة التي يستغرقها وصول الإمدادات الطبية لجنود المعركة غالبا ما تكون العامل الوحيد الأكثر أهمية في تحديد ما إذا كانوا سيعيشون أو يموتون.
ويبحث العلماء في الوقت الراهن عن طرق جديدة لكسب بعض الوقت الإضافي لإنقاذ المصابين في ساحة المعركة، بدل ضمان حصولهم على رعاية طبية بشكل أسرع، فعوضا عن ذلك، يريد العلماء إبطاء عامل الوقت بشكل أساسي. وقد أخذ العلماء المخلوقات الدقيقة المعروفة باسم “دببة الماء” أو “التارديغرادا” كمثال على ذلك.
يهدف البرنامج الجديد الذي تعتمده وكالة مشاريع البحوث المتطورة الدفاعية، (داربا)، الوكالة المسؤولة عن تطوير تقنيات جديدة للاستخدام العسكري الأميركي، إلى تطوير طرق وتقنيات تبطئ فعليا من ردود الفعل الكيميائية الحيوية للجسم، وتبطئ أو تعلق من حالة الجسم لحين وصول الإمدادات الطبية المتاحة.
ويأمل الباحثون في إبطاء العمليات البيوكيميائية في الخلايا الحية، لإطالة الفترة الزمنية اللازمة لبقاء النظام بحالة جيدة، قبل الانهيار. وتقوم فكرة برنامج داربا المسمى “بيوستاسيس” على “تبطئة الحياة لإنقاذ الحياة”.
تجميد الموتى
أول من جمدت جثته هو جيمس بيدفورد ” James H. Bedford ” عندما توفي سنة 1967 ميلادية .
توجد في أمريكا مراكز تجميد جثث الموتى، حيث يطلب الشخص قبل موته ذلك، و يدفع حوالي 28000 دولار، و مراكز أخرى تطلب أكثر من 100 ألف دولار، و الأرقام متضاربة في هذا الشأن . وعلى ما يبدو هي مابين 20 ألف إلى 220 ألف دولار أمريكي.
عندما يموت الشخص، و يبدأ بالدخول في ما يسمى الموت السريري الإصطناعي ، يحاول المسؤولون في مركز التجميد، وضع الجثة في مكان مليء بالثلج، و يقومون إستبدال نظام التنفس و ضخ الدم الطبيعي بالآلات، والسبب أن يضمنوا ضخ الدم و الأوكسيجين في العروق إلى الدماغ، و كأن الشخص حي .
يقومون بإستبدال دمه بمادة جيلاتينية خاصة ( بالفرنسية liquide antigel ، بالإنجليزية Liquid antifreeze )، وهذا لأنهم يعتقدون أن تجمد العروق ممكن أن يتسبب في تكون كريستال يضر بالخلايا و كريات الدم ، ويتلفها. لهذا يتم إستعمال مادة مضادة للتجمد دااخل العروق.
ثم يقومون بالتجميد الكلي للجثة عن طريق الآزوت السائل تحت درجة – 196 °C . لكن شركات أخرى تقوم بالتجميد مباشرة في حاويات بغاز الآزوت وليس سائل.
لكن المسؤولون في مراكز التجميد يؤكدون أنهم يقومون بعملية التجميد بعد موت الشخص و ليس أثناء إحتضاره أو قبل موته. لكن هناك إشاعة بأن البعض قام بتجميد نفسه قبل موته ! ويعتبرها البعض عملية إجرامية لا أخلاقية.
عملية تجميد الجثث بالآزوت هي بالإنجليزية cryopreserved بدل إستعمالهم كلمة توفي، أو وفاة ! و بالفرنسية العملية تسمى Cryogénie ، و جثة مجمدة cryogénisé .
وقد بدأت أول العمليات في سنوات الخمسينات و زاد الاهتمام بها في الثمانينات و التسعينات، و يقال أنها تقنية تتطور مع الوقت.
