Войти
Термин криостаз был введен для обозначения технологии обратимой консервации живых биологических объектов, основанной на использовании клатрат -образующие газообразные вещества при повышенном гидростатическом давлении и гипотермических температурах.
Живые ткани, охлажденные ниже точки замерзания воды, повреждаются из-за обезвоживания клеток, поскольку между клетками образуется лед. Ренфрет выяснил механизм повреждения живых биологических тканей от замерзания. Давление пара льда ниже, чем давление пара растворенной воды в окружающих ячейках, и, поскольку тепло отводится в точке замерзания растворов, кристаллы льда растут между ячейками, извлекая из них воду. По мере роста кристаллов льда объем ячеек сжимается, и клетки раздавливаются между кристаллами льда. Кроме того, по мере сокращения клеток растворенные вещества внутри клеток концентрируются в оставшейся воде, увеличивая внутриклеточную ионную силу и препятствуя организации белков и других организованных межклеточных структур. В конце концов, концентрация растворенного вещества внутри ячеек достигает эвтектики и замерзает. Конечное состояние замороженных тканей - это чистый лед в бывших внеклеточных пространствах, а внутри клеточных мембран - смесь концентрированных клеточных компонентов во льду и связанной воде. В общем, этот процесс необратим до возвращения тканей к жизни.
В криостазе используются клатрат -образующие газы, которые проникают и насыщают биологические ткани, вызывая образование клатратных гидратов (при определенных условиях давления-температуры) внутри клеток и в внеклеточный матрикс. Клатратные гидраты представляют собой класс твердых веществ, в которых молекулы газа занимают «клетки», состоящие из молекул воды, связанных водородными связями. Эти «клетки» нестабильны, когда они пусты, они схлопываются в обычную кристаллическую структуру льда, но они стабилизируются включением в них молекулы газа. Большинство газов с низкой молекулярной массой (включая CH 38 4 9, H 38 2 9 S, Ar, Kr и Xe) будут образовывать гидрат при определенных условиях давления и температуры. Образование клатратов предотвратит обезвоживание биологических тканей, которое вызовет необратимую инактивацию внутриклеточных ферментов.
