. Перехід такої в'язкої рідини в вітріфіцованное стан відбувається при температурі нижче - 83 ° С. Вітрифікація розчинів гліцерину збільшується з підвищенням концентрації його в середовищі заморожування. Важливо, що в присутності гліцерину формується дрібнозернистий лід, який переходить в аморфний стан. При дрібнокристалічному замерзанні розчинів центри кристалізації хоча і дуже численні, але не здатні до зростання.
До числа позитивних ефектів гліцерину слід віднести також його здатність зменшувати розмір кристала льоду, оскільки його охолодження супроводжується стисненням обсягу, що сприяє зниженню тиску водного льоду. Властивість гліцерину стискатися при замерзанні є істотним, оскільки перетворення води в лід не супроводжується збільшенням його обсягу. Захисні властивості гліцерину пов'язані також з його здатністю підтримувати переохолоджене стан клітини, оскільки його молекули утворюють стабільні водневі зв'язки з Н20. Тим самим він зменшує кількість Н »0, здатної кристалізуватися, і підвищує частку води, пов'язаної з білками і іншими биополимерами.
Під захистом гліцерину кріоконссрвіруют різноманітні біологічні об'єкти: віруси, мікроорганізми, клітини і тканини. Існує дуже багато комбінацій консервуючих середовищ, що включають гліцерин, які також широко застосовуються для заморожування біооб'єктів.
Різні клітини і тканини неоднаково реагують на дію гліцерину. Наприклад, проникність плазматичної мембрани при 0 ° С для гліцерину у деяких типів клітин дуже знижена, і в цьому випадку гліцерин діє вже як екзоцеллюлярний кріопротектор. При звичайних температурах (22-37 ° С) гліцерин легко проникає в клітини і, діючи як протисольові буфер, захищає мембрану і внутрішньоклітинні структури від дії «ефектів розчину» і, крім того, зрівнює осмотичнийтиск по обидві сторони мембрани, тобто попереджає розвиток осмотичних градієнтів на мембрані. Кріозахисту за допомогою гліцерину ефективна ще й тому, що він формує комплекси з солями і металами, а також активними центрами ферментів, викликаючи тимчасову блокаду функціональної активності ряду ферментних систем в клітці. Гальмування структурно-функціональної активності клітин при взаємодії з гліцерином небудь іншим кріопротектор, яке приводить до придушення метаболічної активності клітин, в літературі отримало назву псевдотоксіческого ефекту. Цей «псевдотоксіческій »ефект повністю усувається при видаленні гліцерину з клітки. У медичній практиці гліцерин застосовується як препарат осмотичного дії. Найбільша переносима доза гліцерину при внутрішньовенному введенні становить: людині - 1-2 м/кг маси, собакам - 3-5, кроликам - 2-3 м/кг маси.
Полівінілпіролідон (ПВП) відноситься до класу штучних полімерів. Розчини ПВП володіють високими адсорбційними властивостями до води і різних речовин, здатністю комплексоутворення по відношенню до лікарських препаратів, токсинам,
барвникам і солям. Тому ПВП в композиції з різними препаратами, особливо антибіотиками та гормонами, сприяє їх пролонгованому дії в організмі. У медичній практиці препарати ПВП використовують як плазмозамінники. Для цього застосовують препарати з середніми м. М. (12-40 кД), так як великі молекули ГВП погано виводяться з організму.
Молекули ПВП являють собою дифільні з'єднання, тобто володіють гідрофільно-гідрофобними властивостями. У водних розчинах молекули цього з'єднання беруть хаотичну спіральну конфігурацію, що дозволяє їм гідратованих достатнє число молекул Н2О. Наприклад, одна молекула ПВП гидратирует 3,3 ммоль Н20. В силу добре розвинених гідратаційних властивостей ПВП характер заморожування розчинів змінюється - процес кристалізації зміщується в більш низькотемпературну область.
Гідроксиетилкрохмаль (ДЕК) - з'єднання, що отримується в результаті оксіетилювання водорозчинної фракції крохмалю, являє собою полідисперсну систему, що охоплює досить широкий діапазон М. м. (250-500 кД). Розчини ГЕК формують водневі зв'язки з водою і стабілізують її грати. При цьому структурованість води змінюється, і в процесі заморожування підвищується здатність її молекул формувати аморфні кристали льоду. Розчини ГЕК також надають стабілізуючий вплив на плазматичну мембрану клітин, однак механізм цього взаємодії залишається недослідженим. При охолодженні розчинів ГЕК формуються дрібнопористий структури концентричного характеру, що нагадують структури, що виникають при заморожуванні ПВП. ДЕК вважається біологічно інертним препаратом, тому його використовують як плазмозамінники, гемостатичного препарату або роздільника формених елементів крові.
Механізми взаємодії кріопротекторів з штучними і природними мембранами до кінця не вивчені. Багато питань, що стосуються характеру і природи молекулярних перебудов білків і ліпідів мембран, залишаються неясними. Зокрема, відсутні дані про вплив кріопротект...
