Замороженные животные, но живые

5 сентября 2013 Лиза Статьи  |   Просмотров: 2 181

Замороженные животныеКогда столбик ртути термометра опускается ниже О °С мы спешим возвратиться в теплый дом, надеваем шубы, если рискуем высунуть нос наружу, и мечтаем об отпуске где-нибудь в тропиках. Мало кто из животных сохраняет активность в зимнее время. Птицы улетают на юг, а многие наземные животные впадают в спячку в своих берлогах или на дне водоемов. Но что происходит с так называемыми экто-термными, или холоднокровными, животными — лягушками и черепахами, жуками и пауками, которые не могут найти себе относительно теплое убежище? Как они переносят температуру ниже ноля? Некоторые виды избегают замораживания благодаря биохимическим изменениям в тканях. Но, что особенно интересно, многие другие животные замораживаются и тем не менее остаются живыми. Сотни видов наземных насекомых зимой переживают длительные периоды замораживания. Примером экстремальной ситуации такого рода могут служить волосатые гусеницы Gynaephora groenlandica, которые проводят большую часть года в замороженном состоянии при — 50 °С или даже еще более низкой температуре. Многие беспозвоночные животные, такие как усоногие раки и береговые улитки, — замерзают при отливе, когда температура воздуха ниже ноля. В лаборатории в Университете Карлтона в Оттаве (пров. Онтарио, Канада), особый интерес вызвали амфибии и рептилии, которые в течение зимней спячки пребывают в замороженном состоянии. Мы взялись за эти исследования под впечатлением работы У. Шмида из Миннесотского университета в Миннеаполисе, который сообщил о том, что лягушки переносят замораживание. Вслед за Шмидом мы показали, что обычные виды — лесная лягушка, свистящая квакша, изменчивая квакша и трехполосая квакша, впадающие в спячку в лесной подстилке, — могут сутками и даже неделями переживать в условиях, когда 65% общего объема жидкостей организма превращается в лед. О выживании замороженных сибирских углозубов писали советские исследователи. Представители этого вида — единственные в тундре амфибии, впадающие в спячку на сухой территории, — могут переносить температуру — 35 °С.

Р. Брукс из Гуэлфского университета

Наш коллега Р. Брукс из Гуэлфского университета сообщил о необычном повелении только что вылупившихся расписных черепах. В конце лета молодые черепахи не покидают места, где вылупились, а остаются там, надежно спрятавшись от хищников, до наступления весны. Их гнезда, всего лишь 7—10 см глубиной, располагающиеся на открытых участках берегов водоемов, не обеспечивают термоизоляцию от окружающей среды. По данным Брукса, в январе—феврале температура в этих гнездах составляет около — 7 °С, а наши лабораторные исследования показали, что черепахи замораживаются при температуре ниже — 3 °С. Значит, только что вылупившиеся животные неизбежно многократно замораживаются и оттаивают в течение зимы вплоть до весны.

Исследования Дж. Костанцо, Д. Клауссена и Р. Ли-младшего из Университета Майами в Оксфорде (шт. Огайо) также показали, что взрослые коробчатые черепахи и подвязочные змеи сохраняют жизнеспособность в замороженном состоянии. При замораживании у всех этих животных прекращаются движения, дыхание, биение сердца и кровообращение. Результаты наших последних экспериментов свидетельствуют, что неврологическая активность у них едва заметна. Лед накапливается во всех компартментах внеклеточных жидкостей и заполняет брюшную полость и мочевой пузырь; кристаллы льда растут под кожей и в мышечной ткани. По существу выполняется задача крио-консервации органов — живые ткани замораживаются для сохранения и последующего использования. И наши исследования на лягушках и черепахах направлены на выяснение молекулярных механизмов выживания в замороженном состоянии.

Пребывание зимой в замороженном состоянии представляется чрезвычайно опасной стратегией адаптации — для большинства клеток замораживание гибельно. Как известно всякому садоводу, первые сильные заморозки превращают роскошные ковры осенних цветов в бурую тряпку. Кристаллы льда протыкают клеточные мембраны и повреждают внутриклеточные органеллы; содержимое клеток вытекает и точная локализация различных метаболических процессов внутри клеток сбивается. Даже когда образование льда контролируется, оно оказывает стрессовое воздействие на клетки другими путями. Так, при замораживании подавляются кровообращение и дыхание, и в результате все органы лишаются притока кислорода и питательных веществ с кровью. Не существует ли для холоднокровных животных более приемлемого способа противостоять минусовым температурам, чем переживание замороженного состояния?

Две альтернативные возможности выдерживать зимний холод

В принципе есть две альтернативные возможности выдерживать зимний холод. Первая, наиболее распространенная среди животных стратегия заключается в том, чтобы избегать температур замерзания организма. Животные попросту прячутся в относительно теплых местах под водой или глубоко в земле и впадают в спячку. Множеству видов насекомых свойственно проводить зиму в виде водных личинок. Многие лягушки и черепахи пребывают в спячке на дне водоемов, где они находятся в безопасности, если только водоем не промерзнет до дна. На суше жабы зарываются в почву ниже уровня ее промерзания, а змеи собираются под землей в клубки, где они согревают друг друга теплом своих тел.

Вторая возможность — это специфические приспособления, стабилизирующие жидкую фазу при температурах ниже нуля. Все водные растворы, включая жидкости живого организма, характеризуются равновесной точкой замерзания, т. е. температурой, при которой кристаллы льда, помещенные в раствор, начинают расти. Но кроме того, водные растворы способны к переохлаждению — иными словами, их можно охладить до температур ниже равновесной точки замерзания без спонтанного образования кристаллов льда. Так, например, плазма крови у человека имеет точку замерзания —0,8 °C но при медленном охлаждении в отсутствие перемешивания она может быть переохлаждена до -16 °С.

Степень переохлаждения ограничивается присутствием центров кристаллизации, которыми служат соединения, способные дать начало росту кристаллов льда благодаря тому, что обладают участками связывания, упорядочивающими молекулы воды в квазикристаллическую структуру. Наилучшими центрами кристаллизации являются сами кристаллы льда, но в этом отношении эффективны также содержащиеся в плазме белки, бактерии и пищевые частицы. Для стабилизации жидкого состояния, следовательно, необходимо ликвидировать центры кристаллизации или подавить способность этих центров инициировать распространяющуюся кристаллизацию воды, т. е. у животных должно достигаться снижение предельно возможного уровня переохлаждения жидкостей организма.

А. Де Фриз с коллегами в Иллинойском университете в Эрбана Шампейн обнаружили, что такая стратегия используется полярными морскими рыбами. Эти рыбы избегают замораживания тем, что у них в жидкостях тела присутствуют особые белки— гликопептиды, которые не дают воде криссталлизироваться. У многих наземных членистоногих, включая пауков, клешей (в том числе иксодовых) и разнообразных насекомых, также обнаружены белки-антифризы. Эффективность белков-антифризов у насекомых часто столь велика, что они предотвращают образование льда даже при — 15 °С; в результате животные сохраняют активность зимой под снежным покровом.

Другим насекомым требуется большая зашита от зимних холодов, и у них вырабатываются дополнительные антифризы (помимо вышеупомянутых белков) для снижения точки максимального переохлаждения. У этих животных жидкости тела содержат обладающие антифризными свойствами низкомолекулярные углеводы, называемые полигидроксиспиртами. Раствор полиэтиленгликоля с концентрацией 50% не замерзает вплоть до — 30 °С (это стандартный уровень антифриза для радиаторов автомашин). По нашим данным у гусениц галлообразующих бабочек в середине зимы концентрация глицерола в жидкостях организма около 40%, что составляет 19% всего веса тела; это позволяет им переохлаждаться до — 38 °С

Таким образом, разнообразные наземные животные успешно избегают замораживания благодаря способности к глубокому переохлаждению. Тем более удивительно, что другие животные переносят замораживание, что подразумевает значительно более сложные регуляторные процессы, обеспечивающие выживание при замерзании жидкостей тела. Но избегание замораживания тоже имеет свои недостатки. Состояние переохлаждения является метастабильным, и вероятность спонтанного кристаллообразования при температуре ниже точки замерзания возрастает с увеличением продолжительности переохлаждения и с понижением температуры. Падение температуры ниже предельного уровня переохлаждения или контакты с центрами кристаллизации (например, при повреждении кожи) могут привести к мгновенному замораживанию, что смертельно. Поэтому многие животные стали устойчивыми к температурам ниже точки замерзания жидкостей организма, «предпочтя» переохлаждению медленное контролируемое замораживание, которое в определенных условиях не приводит к потере жизнеспособности.

У каждого вида, «предпочитающего» замораживание поддержанию переохлажденного состояния, причины этого коренятся в его эволюционной истории. Так, гусеницы галлообразующих бабочек, которых мы изучали, проводят зиму в стеблях золотарника вместе с личинками пестрокрылки золотарниковой. При этом гусеницы переохлаждаются и избегают замораживания, а личинки пестрокрылки замерзают, когда температура опускается ниже — 8 °С. Оба вида адаптируются к одним и тем же зимним погодным условиям, но делают это совершенно разными способами.

Этой разнице не находится удовлетворительного объяснения, и очевидно лишь, что один вид обладает механизмом избегания замораживания, а другой — способностью переносить замораживание. У гусениц галлообразующих бабочек с успехом ликвидируются центры кристаллизации льда внутри организма, и имеется водонепроницаемый кокон, защищающий от внешнего льда, так что они могут переохлаждаться. А у личинок пестрокрылки не блокируется действие центров кристаллизации льда и выработалась способность переживать замораживание.

Каким образом животные сохраняют жизнеспособность при замораживании?

Каким образом животные — такие, как личинки пестрокрылки золотарниковой, — сохраняют жизнеспособность при замораживании? Выше отмечалось, что образующиеся кристаллы льда могут вызывать обширные физические повреждения внутренних структур клеток, а также на более высоких уровнях организации — в межклеточных связях (например, нарушения целостности капилляров). Повреждения, вызываемые кристаллами льда внутри клеток, столь значительны, что даже устойчивые к замораживанию животные не переносят образование внутриклеточного льда. То же касается всех типов клеток и тканей млекопитающих, которые удается подвергать криоконсервации. Устойчивость к замораживанию в природе обязательно означает способность выдерживать рост кристаллов льда во внеклеточной жидкости и сохранять жидкое состояние цитоплазмы.

Для выживания в условиях замораживания требуются механизмы специфической биохимической адаптации, удовлетворяющей трем основным условиям. Во-первых, образование льда должно быть контролируемым. Оно должно инициироваться во внеклеточных жидкостях (например, в плазме крови, жидкости брюшной полости, моче), причем так, чтобы скорость роста кристаллов была низкой и их размеры невелики. Для этого у животных, устойчивых к замораживанию, во внеклеточные жидкости секретируются специальные агенты, которые служат центрами кристаллизации льда. Такие агенты, формируя участки связывания, упорядочивающие организацию молекул воды в псевдокристаллические структуры, стимулируют и облегчают образование кристаллов льда.

Биологическими агентами, обеспечивающими центры кристаллизации, у устойчивых к замораживанию животных являются чаше всего особые белки крови, которые синтезируются в организме в течение осени. Их образование регулируется, no-видимому, в связи с фотопериодом и гормональной стимуляцией, подобно тому, как управляется синтез белков-антифризов у насекомых, избегающих замораживания. Белки, служащие центрами кристаллизации, инициируют образование льда, как правило, при температуре менее чем на 2°С ниже точки замерзания жидкостей тела. Такой процесс минимизирует степень переохлаждения, благодаря чему замораживание происходит относительно медленно и контролируемо, так что клетки успевают физически и метаболически подготовиться к переходу в замороженное состояние. Наши исследования белков — центров кристаллизации в крови лесных лягушек показали их высокую эффективность. Добавление всего лишь 0,5% (по объему) лягушачьей крови поднимает температуру зарождения кристаллов льда в плазме человека на 7°С

Действием белков, служащих центрами кристаллизации льда, обеспечивается то, что в результате начальных процессов замораживания образуются тысячи мельчайших кристаллов льда, разбросанных по всему внеклеточному пространству тела животного. Мелкие кристаллы льда, однако, термодинамически нестабильны и склонны со временем преобразовываться во все более и более крупные кристаллы. У животных такая рекристаллизация может привести к физическому повреждению, особенно в «тонких местах», например в просветах капилляров. Поэтому устойчивым к замораживанию животным нужен механизм регуляции роста ледяных кристаллов.

Дж. Думан с коллегами из Университета Нотр-Дам установили такой механизм. Они обнаружили, что у устойчивых к замораживанию насекомых присутствуют как белки, служащие центрами кристаллизации льда, так и белки-антифризы, которые выполняют противоположные функции. Эксперименты показали, что один и тот же молекулярный эффект, создаваемый белками-антифризами, блокирует рост зародышей ледяных кристаллов и рекристаллизацию уже существующих кристаллов. Таким образом, белки этих двух типов контролируют структуру льда: белки — центры кристаллизации инициируют образование внеклеточного льда, а белки-антифризы стабилизируют кристаллы льда, так что их размеры остаются на безвредном для организма уровне.

Вторым условием для выживания в условиях замораживания является сохранение структуры и функции клетки. Полупроницаемая клеточная мембрана, отделяющая содержимое клетки от окружающей среды, обеспечивает свободное проникновение воды и некоторых растворенных в ней веществ, но ограничивает перемещение других соединений. Поэтому, когда снаружи клеток образуется лед, немедленно изменяется баланс воды и растворенных веществ между клетками и средой.

Наиболее серьезному повреждению при замораживании могут подвергаться клеточные мембраны. В результате выхода воды из клетки, обусловленного внеклеточным образованием льда, ее объем уменьшается и клеточная мембрана коллапсирует внутрь. Если объем клетки падает ниже некоторого критического минимума, структура мембраны, представляющей собой двойной слой фосфолипидов, не выдерживает напряжения и разрушается. Утратив целостность, мембрана теряет способность выполнять свою транспортную функцию; в образовавшиеся разрывы вытекает содержимое клетки, а в нее проникают кристаллы льда. У большинства устойчивых к замораживанию животных минимальный критический объем клеток достигается, когда в лед превращается 65% всей воды организма.

Защита структуры клетки от стрессов

Чтобы защитить структуру клетки от стрессов, животные используют мембранные и коллигативные криопротекторы — низкомолекулярные соединения, которые тем или иным путем предотвращают повреждения, являющиеся следствием изменений объема клеток. Мембранные криопротекторы, взаимодействуя с фосфолипидами мембран, расширяют бислой и стабилизируют структуру мембран при резком сокращении объема клеток. К природным соединениям, обладающим такими функциями, относятся дисахарид трегалоза и аминокислота пролин. Не случайно поэтому у животных, устойчивых к замораживанию, таких, как личинки пестрокрылки, в течение осени до первого воздействия замораживающих температур в организме накапливаются значительные количества этих двух веществ.

Коллигативные криопротекторы осмотическим путем помогают ограничить как количество образующегося льда, так и степень потери внутриклеточной воды, т. е. сокращение объема клеток. Чем выше концентрация веществ в жидкости, тем меньше льда может образоваться при данной температуре и тем ниже температура, при которой произойдет замерзание 65% общей воды организма (что летально). Поэтому у животных, устойчивых к замораживанию, в жидкостях организма создаются высокие концентрации нетоксичных растворимых веществ, так что при замерзании внеклеточной жидкости сокращение объема клеток оказывается менее выраженным.

Для этой цели устойчивые к замораживанию насекомые используют те же полигидроксиспирты, которые у животных, избегающих замораживания, служат для предотвращения замерзания жидкостей тела. Личинки пестрокрылки золотарниковой за последние недели лета, питаясь, нарабатывают огромный резерв углеводов в жировом теле (этот орган насекомых эквивалентен печени). В течение осенних месяцев запасенный в жировом теле гликоген, составляющий 8—12% общего веса тела личинок, полностью превращается в два полигидроксиспирта: глицерол и сорбит.

Ключевые ферменты, участвующие в синтезе этих соединений, обладают уникальной реакцией на снижение температур. Активность большинства ферментов, равно как скорость других метаболических процессоров, уменьшается при снижении температуры, а активность гликогенфосфорилазы (этот фермент вылепляет из молекул гликогена гексозы, с чего начинается синтез криопротекторов) при температурах между 0 и 5 °С увеличивается вследствие превращения неактивной формы фермента в активную. При этом снижение температуры инактивирует другие ферментные системы, благодаря чему углерод перебрасывается с обычных путей катаболизма углеводов (служащих для производства энергии в клетках) на специальный путь обмена, приводящий к синтезу криопротекторов. Криопротекторы сохраняются в теле насекомого в течение зимы, а с наступлением весны превращаются обратно в сахара, которые служат «топливом» для дальнейшего развития насекомого — превращения в куколку и затем во взрослую особь.

Глицерол, сорбит и родственные им соединения представляют собой превосходные с биохимической точки зрения криопротекторы. Создавая осмотический эффект, необходимый для регуляции объема клеток, они нетоксичны для клеток даже в очень высокой концентрации. Эти полигидроксиспирты не способны к спонтанной кристаллизации из водных растворов при низкой температуре и свободно проникают через клеточную мембрану. Кроме того, они стабилизируют структуру ферментов и других белков, а также защищают их от денатурирующего действия низких температур и замерзания.

Исследования устойчивых к замораживанию лягушек

Наши исследования устойчивых к замораживанию лягушек выявили криопротекторную систему, отличающуюся от той, которая имеется у насекомых. Лягушки используют иной криопротектор и необычный путь инициации его синтеза. У лесной лягушки, свистящей квакши и трехполосной квакши во время замораживания накапливаются значительные количества глюкозы (у позвоночных животных этот сахар в норме содержится в крови), а у изменчивой квакши — глицерола. Нормальное содержание глюкозы в крови у человека составляет от 50 до 100 мг в 100 мл. У лесных лягушек после замораживания концентрация глюкозы в крови достигает 4500 мг/100 мл. Все органы тела лягушки также содержат глюкозу в различных концентрациях, невидимому оптимальных для защиты каждого органа.

Лягушки не накапливают криопротектор постепенно в течение осенних месяцев, как это делают насекомые. Вместо этого организм ожидает момента, когда начнется образование льда на поверхности кожи. Это инициирует гормональный или нервный ответ, который очень быстро активирует расщепление гликогена в печени, в результате чего в кровь в большом количестве поступает глюкоза. Мы наблюдали повышение концентрации глюкозы в крови всего лишь через 5 мин после начального формирования кристаллов льда, и насыщение органов глюкозой происходило менее, чем за 8 ч — т. е. значительно раньше, чем достигается максимальный для сохранения жизнеспособности организма уровень замораживания, для которого требуется 24 ч. Быстрый синтез криопротектора при замораживании и столь же быстрый синтез гликогена в печени при оттаивании, возможно, позволяют лягушкам избегать негативных эффектов высокой концентрации глюкозы в крови, что связано у человека, например, с диабетом и процессами старения.

Но если высокий уровень глюкозы опасен, почему же лягушки используют этот сахар как криопротектор? Вероятно, одна из причин — высокая скорость образования глюкозы из гликогена печени. Синтез криопротектора у лягушек представляет собой гипертрофированный вариант реакции «борьба или бегство», осуществляющейся при участии адреналина в ответ на стрессовое воздействие, при которой у всех позвоночных быстро повышается концентрация глюкозы в крови. Действительно, соединения, блокирующие действие адреналина на печень (например, пропранолол), эффективно подавляют у лягушек и образование глюкозы в печени при замораживании.

Однако результаты наших исследований, проведенных на полосках сердечной мышцы и клетках печени лесных лягушек, указывают на более серьезную причину выбора глюкозы в качестве криопротектора. Это вещество обладает специфическими эффектами, выгодными для защиты органов позвоночных при замораживании. Так, например, полоски желудочков лягушачьего сердца восстанавливают способность к сокращениям после оттаивания, если они замораживались в присутствии высоких концентраций глюкозы; а эквивалентные концентрации глицерола оказывались неэффективными. Глюкоза и глицерол обеспечивают одинаковое осмотическое действие для контроля сокращения клеточного объема при замораживании, так что превосходство глюкозы обусловлено какими-то другими ее эффектами, способствующими выживанию клеток.

Один из таких эффектов, возможно, связан с тем, что глюкоза может использоваться в качестве топлива для производства аденозинтрифосфата (АТР) в клетках, которые при замораживании оказываются отрезанными от поставляемого с кровью кислорода. Кроме того, по нашим данным, у лягушек при высоких уровнях глюкозы (но не глицерола) подавляется биосинтез мочевины в печени. Значит, высокая концентрация глюкозы может способствовать замедлению метаболизма в замороженном органе, ограничивая потребность в энергии, и тем самым увеличивать продолжительность выживания.

Третье и последнее условие выживания при замораживании

Третье и последнее условие выживания при замораживании — это поддержание жизнеспособности клеток. При низкой температуре тела, какую имеют замороженные животные, уменьшается интенсивность клеточного метаболизма, но при этом клетки должны обладать развитой способностью переживать без кислорода, без поступающих с кровью питательных веществ, в присутствии токсичных конечных продуктов метаболизма, которые в обычных условиях уносятся кровью.

У животных, устойчивых к замораживанию, производство энергии должно продолжаться в отсутствие кислорода. Мы обнаружили, что у замороженных личинок пестрокрылки золотарниковой содержание АТР в клетках не изменяется в течение недели; у замороженных лягушек энергетика внутренних органов остается стабильной, по крайней мере, трое суток. Даже когда уровень АТР снижается в ходе продолжительного содержания в замороженном состоянии, при оттаивании энергетический баланс клеток быстро восстанавливается как у лягушек, так и у личинок пестрокрылки. Таким образом, животные, устойчивые к замораживанию, могут сохранять жизнеспособность в отсутствие кислорода продолжительное время. Они обладают механизмами производства достаточного количества АТР путем утилизации гликогена или глюкозы, и все органы этих животных прекрасно выдерживают длительные периоды пониженного уровня энергетического обмена.

Замедление метаболизма при замораживании также может играть видную роль в сохранении жизнедеятельности. Способность к резкому снижению интенсивности метаболизма является ключевым моментом адаптивной стратегии, используемой многими организмами для выживания в экстремальных условиях внешней среды.

Наиболее известным примером такого рода является спячка у млекопитающих: зимой некоторые мелкие млекопитающие благодаря неподвижности могут сохранять до 88% энергии, которая иначе была бы потрачена на обеспечение выживания. Многочисленные насекомые проводят зиму в диапаузе (состоянии остановленного развития). У черепах, впадающих в спячку на дне водоемов, интенсивность метаболизма падает до уровня, обеспечивающего выживание без кислорода. Таким образом, для видов, устойчивых к замораживанию, способность к снижению интенсивности метаболизма может сильно увеличивать шансы их длительного выживания в замороженном состоянии.

Адаптивные стратегии, используемые животными для выживания при отрицательных температурах интересны не только сами по себе, но и с точки зрения возможностей практического применения результатов этих исследований в медицине — для зашиты от замораживания, в частности для криоконсервации органов, предназначенных к трансплантации. Первый успех был достигнут в 1949 г., когда удалось сохранить жизнеспособную сперму путем замораживания в растворе глицерола. С тех пор разработаны методики замораживания в растворе глицерола. С тех ночных клеток (сперматозоидов, эритроцитов, лейкоцитов, тромбоцитов), некоторых сравнительно простых тканей (кожи, роговицы, островков поджелудочной железы), а также эмбрионов.

Искусственные криопротекторы

В случае более сложных тканей остаются, однако, физические проблемы, и пока нет адекватной технологии для восстановления функциональных органов после замораживания. Препятствия на пути криоконсерваиии органов связаны с тем, что трудно равномерно охлаждать и нагревать объемистые органы так, чтобы предотвратить физические повреждения, вызываемые образованием льда; с необходимостью введения в клетки и удаления оттуда больших количеств криопротекторов, поскольку клетки от природы не приспособлены выдерживать значительный осмотический «стресс». Кроме того, существуют метаболические проблемы. Искусственные криопротекторы (такие, как широко используемый диметилсульфоксид) обеспечивают прекрасную физическую защиту, но обладают токсическим действием на клеточный метаболизм. Кроме того, через несколько минут после отсечения органа от кровоснабжения, приносящего кислород, проявляется метаболический распад, а процесс охлаждения приводит к дальнейшему повреждению органа, клетки которого не приспособлены функционировать при температурах намного ниже нормальной, т. е. 37 °С. Но повреждения, вызываемые замораживанием, и принципы их избегания при криоконсервации органов и тканей по существу те же, что и при природной устойчивости к замораживанию, и некоторые проблемы решаются одинаково. Так, например, в медицинской криоконсервации широко используются глицерол и другие низкомолекулярные спирты и углеводы, поскольку они нетоксичны и легко проникают через клеточные мембраны. Применяется также ступенчатое снижение температуры, чтобы инициировать образование центров кристаллизации во внеклеточном пространстве при небольших отрицательных температурах и избежать спонтанной кристаллизации в переохлажденной цитоплазме клеток. В ряде новейших исследований в этой области изучаются возможности совершенствования криоконсервации при помощи агентов, стабилизирующих клеточные мембраны, и ингибиторов, подавляющих метаболические процессы, идущие с затратой АТР.

Наши исследования предлагают дополнительные подходы. Можно синтезировать соединения, которые бы имитировали действие белков—центров кристаллизации и белков-антифризов и позволяли более эффективно регулировать внеклеточное образование льда. Имеет смысл тщательно подбирать криопротекторы (такие, как глюкоза), чтобы обеспечить, возможно, лучшую физическую и метаболическую защиту при замораживании. Кроме того, следует изучить иные стратегии снижение интенсивности метаболизма, позволяющие сохранить жизнеспособность органа в замороженном состоянии. Мы начали проверять эти идеи, сравнивая сохранение жизнеспособности при замораживании лесной лягушки и тканей крысы. Сейчас уже известны некоторые секреты выживания при отрицательных температурах и есть надежда, что в дальнейшем выяснится гораздо больше.

Предлагаем вам посмотреть другие статьи сайта:

животныеживые замороженные животныеЗамороженные

Понравилась статья - добавьте ее в ... ↓


Введите ваш E-mail для подписки на новые статьи от блога InWorldAnimal.ru:


3 комментария на “Замороженные животные, но живые”

  • vitalqqqq:

    Когда человек познает эту тайну-замораживания и размораживания без повреждений, человечество перейдет на другой виток развития

  • Рита:

    Очень интересно, изумляет способность животных и насекомых приспосабливаться к холодам ниже нуля. Сама природа или создатель позаботился о своих творениях.

  • Владимир:

    Удивительное дело — это способность животных приспосабливаться к неблагоприятным условиям среды. В клетках находиться вода и как они не разрушаются. Если данный фактор будет досконально изучен и появится возможность применить его к теплокровным животным, то наши возможности увеличатся многократно.


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Для предотвращения автоматического заполнения, пожалуйста, выполните задание, приведенное ниже.WordPress CAPTCHA