ОСОБЕННОСТИ ОСМОТИЧЕСКИХ РЕАКЦИИ КЛЕТОК МЛЕКОПИТАЮЩИХ В НЕИЗОТОНИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ
Смольянинова Е. И., Розанов Л. Ф.
Институт проблем криобиологии и криомедицины НАНУ, Харьков, Украина
Методы долгосрочного
хранения клеточных суспензий тесно связаны с фундаментальными
исследованиями по влиянию различных физико-химических факторов,
действующих на различных этапах криоконсервирования, на морфологические
и функциональные характеристики клеток. Использование криозащитных
сред и, как следствие этого, изменение физиологического окружения
приводит к нарушению осмотического равновесия в системе "клетка-окружающий
раствор" и появлению концентрационных градиентов растворенных
веществ через избирательно проницаемые мембраны клеток. Исследования
осмотических реакций клеток и кинетики изменения клеточного объема
в модельных экспериментах представляют интерес как для экспериментальной
биологии, так и для практики, позволяя определить основные биофизические
параметры клеток, глубже понять процессы массообмена между клеткой
и окружающей ее средой, выяснить роль различных компартаментов
клетки в ее осмотическом ответе и, тем самым, позволяют более
обоснованно подбирать режимные параметры программ криоконсервирования.
Методом световой микроскопии исследованы особенности осмотического
поведения ооцитов, эмбрионов и клеток костного мозга мыши в растворах
наиболее часто используемых на практике криозащитньк веществ:
диметилсульфоксид, глицерин, 1,2-пропандиол, глюкоза, сахароза,
поливинилпирролидон с различным содержанием электролитной добавки(
хлорид натрия). Численное моделирование на ЭВМ осмотического поведения
клеток и сопоставление теоретических зависимостей относительного
объема клетки от времени экспозиции в растворе с экспериментальными
зависимостями позволили определить коэффициенты проницаемости
мембран ооцитов и эмбрионов мыши для молекул воды и криопротекторов,
изучить зависимость этих параметров от состава и температуры среды,
определить энергии активации транспорта указанных веществ. Показано,
что значения коэффициентов проницаемости для молекул криопротекторов
зависят от содержания последнего в растворе, температуры раствора
и стадии дифференцировки объекта. Исследование морфологических
изменений в указанных объектах в процессе их осмотического ответа
выявило ряд закономерностей, касающихся регуляции клеточного объема
под действием осмотического фактора среды. Обсуждается роль цитоскелетных
структур клеток в реакциях адаптации и поддержании общего гомеостаза
клеток.