La hibernación y suspender la vida, clave para salvar a más personas

Por Frank Swain, Mosaic

Editor's note: CNN.com muestra el trabajo de Mosaic, una nueva publicación digital que explora la ciencia de la vida. Está se produce por el Wellcome Trust, una fundación global que apoya la investigación en biología, medicina y humanidades médicas, con la meta de mejorar la salud humana y animal. El contenido se produce solamente por Mosaic y nosotros mostraremos algunos de sus trabajos. 

Imagina esto: entras de emergencia al hospital, estás muriendo. Tus heridas son demasiado graves para ser reparadas a tiempo. Tu sangre sale por los vasos rotos. Esta pérdida está robando los nutrientes y oxígeno de tus órganos vitales y estás a punto de sufrir un paro cardiaco.

Pero éste no es el final. Los médicos toman una decisión: te conectan a unos tubos, unas máquinas suspenden tu vida. Fluidos fríos fluyen a través de tus venas, helándolas. Eventualmente tu corazón parará de latir, tus pulmones no tomarán más aire. Tu cuerpo frígido se mantiene ahí, entre la vida y la muerte, como congelado en el tiempo.

Los cirujanos continúan con su trabajo, suturan, reparan. Entonces dejan fluir la sangre caliente de regreso a tu cuerpo. Serás resucitado y, si todo sale bien, vivirás.

¿Qué es la animación suspendida?

La animación suspendida, lo que acabas de leer, inició como parte de la ciencia ficción en 1950 luego de que la NASA intentara mantener en este estado a los astronautas para mejorar sus condiciones de vida en el espacio, sin embargo esto nunca pasó.

Tiempo después, el investigador James Lovelock encontró la posibilidad de congelar ratones hasta el punto en que no se detectaban sus latidos del corazón y después revivirlos al poner una cuchara caliente en su pecho. Pero en realidad sus experimentos nunca trascendieron de la investigación con animales.

Sin embargo, el caso de la radióloga sueca Anna Bagenholm despertó el interés por la suspensión de la vida por el frío. Esta mujer se estrelló mientras esquiaba en Noruega y terminó sumergida en un lago congelado por más de 80 minutos. Cuando los rescatistas llegaron a ella su corazón y sus pulmones se habían detenido.

Los médicos en el Hospital Universitario de Tromso en Noruega registraron su temperatura corporal en 13.7º, la más baja observada en una víctima de hipotermia accidental. Tras calentar su cuerpo y mantenerla diez días en cuidado intensivo, Bagenholm despertó y se recuperó casi por completo. En situaciones normales tan sólo unos minutos habrían sido suficientes para que ella muriera ahogada, pero sobrevivió bajo el agua por más de una hora. De alguna forma el frío la había preservado.

La hipotermia terapéutica ya se utiliza en algunos hospitales para reducir la actividad metabólica y reducir el ritmo en que consumimos nutrientes esenciales como el oxígeno. Pero no se ha logrado aún una suspensión total de la vida.

Por ahora se sabe que la hipotermia es peligrosa. El cuerpo normalmente se mantiene en 37º, por lo que experimentar una temperatura de menos de 33º podría ocasionar que tus latidos se agiten y a menos de 25º que tu corazón se pare. Si pudieran volver a calentarte entonces podrías sufrir de daños en el hígado.

Investigaciones de animación suspendida

El profesor Rob Henning del Departamento de Farmacéutica y Farmacología Clínica del Centro Médico Universitario de Groningen en los Países Bajos realiza experimentos con animales que hibernan para entender qué significa estar vivo.

“Lo que hacemos aquí es biomimético, usar estas grandes adaptaciones de la naturaleza para aplicarlas en beneficio de la medicina”, dice el profesor.

“Si lo piensas hibernar tiene muchas aplicaciones. Las más obvias son para cualquier tipo de cirugía”, explica. La pérdida de sangre es la mayor causa de muerte durante una cirugía, pero en un estado de hipotermia, los hibernadores pueden sobrevivir peores cirugías de lo que harían si estuvieran a una temperatura normal. Esto se debe a que los tejidos están protegidos a menores ritmos metabólicos y porque el corazón bombea sangre a tan sólo una fracción de lo que solía hacerlo.

El problema está en que existen diferencias entre los animales que hibernan y los humanos, mientras ellos son menos susceptibles a fallas cardíacas, nosotros podemos sufrir de músculos atrofiados y coágulos de sangre con tan sólo una semana de estar en cama.

Henning considera que aún así se pueden tener algunas herramientas para hibernar en común con algunos animales, como los lemures de Madagascar con los que los humanos comparten 98% de la carga genética.

Una aplicación importante de hibernar es que estos animales logran separar los linfocitos (células blancas) de la sangre en este tiempo y los guardan en los nodos linfáticos. Esta disminución en el sistema linfático es lo que previene de daños al hígado al momento de despertar.

Conocer cómo los hibernadores controlan los cambios en la sangre podrían tener beneficios inmediatos y a largo plazo para los humanos. Además de mejorar nuestra habilidad para sobrevivir a la hipotermia y a los estados de animación suspendida, el poder quitar las células blancas de la sangre podría prevenir las infecciones creadas por las máquinas que apoyan al corazón y a los pulmones para mantener a una persona con vida. El transplante de órganos también se beneficiaría de una mejor crioprotección. Y podríamos incrementar la vida de la sangre que está almacenada como donación, normalmente sólo se mantiene por una semana después de ser donada.

Los investigadores del UMCG han encontrado más de 100 compuestos responsables de la criopreservación, incluso han patentado uno, Rokepie como un aditivo. Éste permite que las células que normalmente se necesitan mantener a una temperatura de 37º, como las de los humanos o los ratones, se puedan mantener inactivas durante días mientras se mantienen refrigeradas o se transportan.

Estas moléculas de criopreservación que se extrajeron de hibernadores son potentes y trabajan al elicitar cambios en las células mismas, ya sean de hibernadores o no. Si esto pasa se daría evidencia de que aún poseemos algunas herramientas que podrían ayudarnos a superar estados de hipotermia o de bajo metabolismo.

Las aplicaciones del ejército estadounidense

Por ahora, aplicar las lecciones que se han aprendido de los hibernadores en humanos no está dentro de los planes de Hennings, pero sí dentro de las de la Armada de Estados Unidos.

“Las personas entran en los hospitales básicamente muriendo y estamos tratando rápidamente de resucitarlos y de encontrar qué está mal con ellos y reparar las lesiones todo al mismo tiempo”, dice el profesor Sam Tisherman, director asociado del Centro de Resucitación e Investigación Safar en Pittsburgh.

Tisherman quiere darles a los médicos un poco más de tiempo para salvar la vida de los pacientes. Para hacer esto está llevando la resistencia de los humanos a la hipotermia mucho más allá de sus límites.

El procedimiento del que Tisherman es pionero se llama preservación y resucitación de emergencia. Su trabajo se lleva a cabo a través del Centro de Investigación en Telemedicina y Tecnología avanzada del ejército estadounidense.

Algunos de sus cirujanos están familiarizados con las técnicas de hipotermia, bajando rutinariamente la temperatura de los pacientes a los 30 o 20 grados. Para procesos que requieren de ningún flujo sanguíneo, los cirujanos del corazón enfriarán a los pacientes hasta los 15 grados, el punto en el que su corazón deja de latir.

Tisherman planea enfriar a sus pacientes al punto de que sus cuerpos están en un estado de animación suspendida. En este momento no tendrán latidos del corazón, respiración ni actividad cerebral. Tampoco tendrán sangre, será drenada y reemplazada por líquidos salinos fríos, la única forma de enfriar el cuerpo de un humano lo suficientemente rápido para evitar daños en tejidos.

El procedimiento ya se ha demostrado en el laboratorio reviviendo perros que han estado en suspensión por tres o cuatro horas. Los experimentos ahora se mueven hacia un ambiente clínico.

Cirujanos, anestesistas y perfusionistas del Hospital General de Massachusetts ya están entrenándose para estas cirugías. Pero no se sabe cuándo un paciente apto para este procedimiento se presente. Por el tipo de lesiones, los pacientes no serán capaces de dar consentimiento autorizado para este tratamiento. Para ello, el estudio debe ser firmado personalmente por el Secretario de Seguridad.

Otros de los retos son permitir que los cirujanos cardiacos trabajen en concierto con otros cirujanos, perfusionistas y más personas en un ambiente caótico. Y aunque el enfriamento afecta de igual manera a todos los tejidos, existen algunos efectos secundarios. Los factores sanguíneos responsables de los coágulos también se inhiben con el frío. Esto genera problemas para controlar el sangrado durante la fase de calentamiento. Además, los cirujanos también estarán expuestos al frío durante el procedimiento.

“El enfriamiento es la herramienta más poderosa que tenemos de suprimir nuestro metabolismo. Si podemos decrecer las necesidades de los tejidos o mejorar la entrega de oxígeno a ellos entonces todo estará bien”, dice Tisherman.

Aunque los animales en el laboratorio se pudieron recuperar después de tres horas de suspensión, los pacientes humanos experimentarán esto por sólo un tercio del tiempo.

“Una hora debe ser suficiente para reparar el sangrado. El periodo de enfriamiento no necesariamente tiene que ser durante toda la cirugía”, dice Tisherman.