ивченню практично не відомих до цього закономірностей повного, але оборотного припинення життєдіяльності.
За допомогою калориметричних досліджень П.І. Бахметьеим вивчався процес виморожування води з тіла комах, який виражався у вигляді характерної температурної кривої. Відкрито явище фізичного переохолодження тканинних рідин і вперше вказано на можливість призупинення активного стану живої матерії за допомогою низьких температур в потрібний момент. П.І. Бахметьев зазначив, що в процесі кристалізації, розвивається 'в тілі комахи, зростаючі кристали льоду поглинають воду з навколишніх, не охоплених процесом кристалізації тканин, тобто цей процес супроводжується зневодненням тканин. При цьому відбувається інтенсивне їх висушування, в результаті чого колоїди зазнають зміни різного ступеня і при відтаванні комахи гинуть. Ці дослідження виділили два важливі процеси: кристалізацію тканин і їх дегідратацію, які пізніше стали наріжними каменями теорії кріоповрежденіе і кріозахисту.
Д.Б. Лейн (1925) показав, що вміст в розчинах евтектичною концентрації гліцерину (66,7%) з дуже низькою евтектичною точкою. (- 46,5 ° С) значно переміщує зони евтектики цих розчинів у бік негативних температур. Оскільки гліцерин добре проникає в клітини, він перешкоджає кристаллообразованию в них. При зниженні температури нижче зазначених величин розвиваються процеси кристалізації і в кінцевому рахунку рідка фаза переходить в твердий стан. У міру зменшення температури біологічного об'єкта падає і рівень обмінних процесів, причому
А. Бюфон і Д. Гамель (один тисячі сімсот тридцять сім) одними з перших встановили, що причиною загибелі клітини при заморожуванні є кристалізація льоду, що призводить до розриву клітини. Проте пізніше автори прийшли до висновку, що пошкодження живих систем при їх заморожуванні обумовлено-хімічними та фізико-хімічними змінами, які супроводжують процес кристалізації.
Н.І. Максимов (1908, 1913) розвинув теорію заморожування. Згідно з його даними, протоплазма клітин замораживаемого рослини відчуває тиск з боку зростаючих в міжклітинниках або між протоплазми і оболонкою клітин крижаних кристалів. Поряд з механічним впливом відбувається кріоповрежденіе клітин чинності зневоднює впливу низьких температур. У результаті зростання кристалів льоду в міжклітинних просторах відбувається зближення і з'єднання колоїдальних частинок протоплазми. Очевидно, що утворюється при заморожуванні рослин лід надає водоотнимающее і механічно коагулююча дія на колоїдальні речовини протоплазми. Н.І. Максимов прийшов до висновку, що найбільш чутливим до зниження температури є поверхневий шар протоплазми, при пошкодженні якого порушуються осмотичні властивості клітини. Температура замерзання живих систем рослинного і тваринного походження є величиною постійною і залежить головним чином від умов заморожування і температури навколишнього середовища. Мінливість точки замерзання клітин пояснюється тим, що вона являє собою результат рухомого рівноваги між швидкістю охолодження об'єкта, регульованою зовнішньою температурою, і швидкістю утворення льоду, обумовленою швидкістю проходження води через протоплазми етичну мембрану.
На думку Н.І. Максимова, ступінь відмирання підданих заморожуванню клітин визначається не стільки досягненням мінімальної температури, скільки кількістю утворився в їх тканинах льоду, який сприяє зневоднення клітин і надає механічно коагулююча дія на їх протоплазму.
Положення, висунуті цим ученим відносно значення зневоднення живих систем через перетворення води в лід, сприяючого збільшенню концентрації електролітів, осмотичного тиску, зрушенню рН, з'явилися основою сучасних уявлень про механізм пошкодження клітин при заморожуванні-відтаванні.
Вирішальним фактором, що визначає пошкодження живих систем в умовах глибокого холоду, є хімічні і фізико-хімічні зміни, що відбуваються всередині і поза клітини. Ступінь їх прояву залежить від швидкості та інтенсивності виморожування води в процесі кристалізації. На початку 50-х р Дж. Лавлоком була створена одна з перших науково обгрунтованих теорій кріоушкоджень. На підставі дослідів щодо заморожування еритроцитів він прийшов до висновку, що провідною причиною і гемолізу є пошкодження мембрани, утвореної з ліпопротеїдних комплексів. Кріоразрушеніе мембрани і гемоліз клітин відбуваються в результаті збільшення концентрації солей, що призводить до підвищення в середовищі іонної сили, що дестабілізує компоненти клітинної мембрани, внаслідок чого відбувається вихід з її складу фосфоліпідів і холестерину. Втрата фосфоліпідів робить мембрану проникною для катіонів, що обумовлює її колоїдно-осмотичний набухання і в кінцевому рахунку розрив. Дж. Лавлок показав, що лід утворюється не у вигляді моноліту, а складається з окремих кристалів, що утворюють канали, в проміжках яких знаходиться ко...
