Desde el punto de vista de la física, ¿crees que sería posible congelar casi instantáneamente la sangre hasta el punto de que los cristales sean lo suficientemente pequeños como para no expandirse más allá de la capacidad del canal de Havers? ¿Cómo lo haría?
No. Cuando se forman cristales de hielo, el espacio que ocupa cada molécula se expande, por lo que no se puede evitar la expansión general. Independientemente de lo pequeños o grandes que sean los cristales, la expansión es inevitable.
Una de las alternativas es hacer «hielo amorfo», es decir, congelar el agua tan rápido y a una presión intensa que el agua no cristalice, y en su lugar simplemente se congele en su posición como si fuera un líquido. Por desgracia, no hemos encontrado un método que genere hielo amorfo a 1,00g/mL, y todo el hielo amorfo requiere presiones extremadamente altas (~GPa) a las que nuestras estructuras biológicas no pueden sobrevivir.
¿No sería más eficaz encontrar una manera de introducir de forma segura un producto químico anticongelante como el que se ve en algunas especies de peces del Ártico?
El «producto químico anticongelante» en estas especies de peces son diferentes al anticongelante que usamos en los coches. Los anticongelantes en los coches son típicamente alguna mezcla de alcohol que baja el punto de congelación del agua (piense: almacenar vodka en el congelador). Este tipo de anticongelante destruirá las estructuras biológicas, como las paredes celulares y las proteínas, al alterar las interacciones hidrofóbicas.
Los productos químicos anticongelantes de estas especies de peces son en realidad proteínas complejas que tienen una superficie parecida a la del hielo (AntiFreeze Proteins/AFPs). La mejor imagen que puedo encontrar es una miniatura aquí. Las AFP se unen a los pequeños cristales de hielo nucleados y evitan que sigan creciendo. Esto no elimina los pequeños cristales de hielo, pero detiene eficazmente su crecimiento, y así se evitan las microfracturas.
Como las AFPs no vuelven a disolver los cristales de hielo, la reacción no es reversible, y por ello debemos reponer las AFPs regularmente. Se llegará a un cierto punto en el que no se podrán añadir más AFPs, por lo que este método no podrá utilizarse para conservar algo indefinidamente.
Alternativamente, necesitamos un método para redisolver los núcleos de hielo que están unidos por AFPs in situ. Algún tipo de RMN/RMN avanzada para elegir los núcleos de hielo, y un calentamiento por láser dirigido, ¿tal vez?
Para leer más sobre las AFP:
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http://www.nature.com/nature/journal/v308/n5956/abs/308295a0.html
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http://www.nature.com/nature/journal/v375/n6530/abs/375427a0.html
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http://www.nature.com/nature/journal/v429/n6988/abs/429153a.html