Les cellules des organismes vivants contiennent beaucoup d’eau. Or, en congelant un organisme, l’eau contenue dans les cellules se dilate puis se cristallise. Cette transformation de l’eau produit des micros-lames tranchantes qui déchirent littéralement les parois cellulaires, endommageant ainsi le tissu tout entier. Les chercheurs de ce domaine tentent donc de trouver des façons d’éliminer ces lames tranchantes.

Tout d’abord, les cryobiologistes se sont tournés vers les amphibiens qui s’adaptent très bien aux froids intenses. En étudiant le métabolisme de la grenouille sylvestre, par exemple, ceux-ci découvrirent que cette grenouille libérait une protéine antigel appelée AFP qui empêche les cristaux tranchants de croître en les « enveloppant ». La molécule d’AFP agit donc comme une sorte de bouclier qui empêche la formation de cristaux. Les chercheurs entreprirent donc d’ajouter certains antigels organiques à l’eau de l’organisme humain afin d’en abaisser le point de congélation de l’eau.

Cependant, deux problèmes surgissent : d’une part, l’antigel en question ne se répartit pas également dans tout l’organisme et, d’autre part, les animaux (les humains inclus) possèdent une protéine qui joue le rôle inverse des antigels et qui contre ainsi l’effet potentiel des antigels.

En outre, dans le processus de congélation, un autre phénomène physiologique entrave la conservation intacte d’une cellule : l’osmose. Ce phénomène, illustré sur la figure ci-contre, est fort simple. De chaque côté de la membrane semi-perméa.ble on verse une solution liquide de concentrations différentes. Sur la figure, les points représentent des molécules. Celles-ci se promènent aléatoirement dans le liquide de sorte qu’il se forme une pression, due aux collisions, sur les parois du contenant. La pression osmotique initiale (image de gauche) est donc inférieure du côté gauche que du côté droit à cause du nombre inférieur de molécules. L’eau, qui sert de solvant aux molécules, tentera donc d’équilibrer les deux pressions en se déplaçant de gauche à droite.  L’équilibre osmotique s’établit (image de droite). Il est possible de visualiser le phénomène de l’osmose directement sur Internet à l’adresse : http://www.ulg.ac.be/virofond/biogen/page13.htm

C’est alors que la thermodynamique apporta une solution. On sait que les matériaux solides peuvent être cristallins ou amorphes. Un matériau cristallin est caractérisé par un aménagement particulier et ordonné des particules qui le constituent. En pratique, un matériau solide diffracte les rayons X uniquement si ses constituants (les molécules) sont alignés dans un ordre précis. (Pour plus de renseignements sur le phénomène de diffraction, visitez le site http://www.xena.ad/lcf/optique/diffraction.htm).

Un matériau (comme le verre) est dit amorphe lorsqu’il ne rencontre pas les caractéristiques expliquées plus haut. Pour l’eau, par exemple, la physique nous apprend qu’à des conditions extrêmes et en refroidissant ultra rapidement, la cristallisation de l’eau laisse place à la vitrification. La vitrification immobilise les molécules dans le plus parfait désordre. Les molécules de cette glace « non-cristalline » ne forment aucun arrangement particulier. Ce moyen élimine le problème des cristaux tranchants abîmant les tissus et les organes humains et celui de l’osmose. Par contre, il est très difficile de vitrifier ainsi toute l’eau contenue dans le corps humain sans former à plusieurs endroits des cristaux.

Pour contourner cette difficulté, certains chercheurs ajoutent aux organes de grandes concentrations de substances antigels. Malheureusement, une trop grande concentration de ces produits est mortelle pour l’humain.  Cependant, les chercheurs travaillent justement sur un savant dosage de substances cryoprotectrices (antigels) qui annuleraient mutuellement leur toxicité. Hélas, l’aboutissement de ces recherches ne sera guère pour demain et ce, bien que de grands pas aient été franchis dans cette direction.

Qu’arrivera-t-il avec les corps tenus en hibernation par des société comme Alcor Life Extension ? Nul ne le sait jusqu’à ce jour ! Alcor prétend que la médecine saura pousser assez loin la nanotechnologie médicale pour être capable de réparer toutes les cellules qui ont été endommagées par le froid. Lorsqu’on y pense un peu, il semble presque impossible de réparer les milliards de milliards de cellules qui composent un seul être humain.  En plus, Alcor possède déjà plusieurs cadavres à traiter...