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.