Activation Energy of Water and Cryoprotectant Molecules Penetration Through Plasma Membrane of Murine Enterocytes and Dynamics of Their Dehydration During Freezing

Авторы

  • Viktoriia V. Ogurtsova Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Svetlana Ye. Kovalenko Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Igor F. Kovalenko Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков
  • Olga. I. Gordienko Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

DOI:

https://doi.org/10.15407/cryo27.03.242

Ключевые слова:

энтероциты, мышь, криопротекторы, коэффициент фильтрации, коэффициент проницаемости, скорость охлаждения, обезвоживание

Аннотация

Ð’ первом приближении влиÑние Ð¾Ñ…Ð»Ð°Ð¶Ð´ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð½Ð° проницаемоÑÑ‚ÑŒ клеточных мембран и, Ñледовательно, на кинетику Ð¸Ð·Ð¼ÐµÐ½ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¾Ð±ÑŠÐµÐ¼Ð° клетки и концентраций раÑтворенных внутри нее вещеÑтв можно учеÑÑ‚ÑŒ, ÑчитаÑ, что Ð¸Ð·Ð¼ÐµÐ½ÐµÐ½Ð¸Ñ ÐºÐ¾Ñффициентов фильтрации и проницаемоÑти плазматичеÑкой мембраны Ð´Ð»Ñ Ñ€Ð°Ñтворенного вещеÑтва подчинÑетÑÑ Ð°Ñ€Ñ€ÐµÐ½Ð¸ÑƒÑовой завиÑимоÑти. Ð’ работе определены коÑффициенты проницаемоÑти мембран Ñнтероцитов мыши Ð´Ð»Ñ Ð¼Ð¾Ð»ÐµÐºÑƒÐ» воды и криопротекторов глицерина, 1,2-пропандиола (1,2-ПД) и  диметилÑульфокÑида (ДМСО) при температуре 12°С и раÑÑчитаны величины Ñнергии активации их проникновениÑ. Получена Ð²Ñ€ÐµÐ¼ÐµÐ½Ð½Ð°Ñ Ð·Ð°Ð²Ð¸ÑимоÑÑ‚ÑŒ Ð¾Ð±ÐµÐ·Ð²Ð¾Ð¶Ð¸Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñнтероцитов при охлаждении Ñо ÑкороÑÑ‚Ñми 5, 1, 0,5 и 0,1 град/мин. Полученные графики Ð¾Ð±ÐµÐ·Ð²Ð¾Ð¶Ð¸Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñнтероцитов указывают на то, что наилучшим режимом Ð·Ð°Ð¼Ð¾Ñ€Ð°Ð¶Ð¸Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñтих клеток Ñ Ñ‚Ð¾Ñ‡ÐºÐ¸ Ð·Ñ€ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð¿Ñ€ÐµÐ´Ð¾Ñ‚Ð²Ñ€Ð°Ñ‰ÐµÐ½Ð¸Ñ Ð²Ð½ÑƒÑ‚Ñ€Ð¸ÐºÐ»ÐµÑ‚Ð¾Ñ‡Ð½Ð¾Ð¹ криÑталлизации ÑвлÑÑŽÑ‚ÑÑ Ð½Ð¸Ð·ÐºÐ¸Ðµ ÑкороÑти охлаждениÑ, вплоть до 0,1 град/мин, а наилучшим криопротектором по Ñравнению Ñ Ð³Ð»Ð¸Ñ†ÐµÑ€Ð¸Ð½Ð¾Ð¼ и ДМСО– 1,2-ПД, в Ñреде Ñ ÐºÐ¾Ñ‚Ð¾Ñ€Ñ‹Ð¼ доÑтигаетÑÑ Ð¿Ñ€Ð¸ÐµÐ¼Ð»ÐµÐ¼Ñ‹Ð¹ уровень Ð¾Ð±ÐµÐ·Ð²Ð¾Ð¶Ð¸Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ ÑƒÐ¶Ðµ при ÑкороÑти 0,5 град/мин. УчитываÑ, что Ð²Ñ€ÐµÐ¼Ñ Ð²Ñ‹Ð¶Ð¸Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñнтероцитов мыши также наибольшее в раÑтворе Ñтого криопротектора по Ñравнению Ñ Ð³Ð»Ð¸Ñ†ÐµÑ€Ð¸Ð½Ð¾Ð¼ и ДМСО, можно прийти к выводу, что наилучшим из иÑÑледованных криопротекторов Ð´Ð»Ñ Ð·Ð°Ð¼Ð¾Ñ€Ð°Ð¶Ð¸Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñнтероцитов мыши ÑвлÑетÑÑ 1,2-ПД.

Биографии авторов

Viktoriia V. Ogurtsova, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел низкотемпературного конÑервированиÑ

Svetlana Ye. Kovalenko, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел низкотемпературного конÑервированиÑ

Igor F. Kovalenko, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел низкотемпературного конÑервированиÑ

Olga. I. Gordienko, Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

Отдел низкотемпературного конÑервированиÑ

Библиографические ссылки

Carter J.H., Carter H., Nussbaum J., Eichholz A. Isolation of hamster intestinal epithelial cells using hypoosmotic media and PVP. J Cell Physiol 1982; 111 (1): 55–67. CrossRef PubMed

Fung Y.C., Tsang W.C.O., Patitucci P. High-resolution data on the geometry of red blood cells. Biorheology 1981; 18: 369–385. CrossRef PubMed

Gordienko O.I., Linnik T.P., Gordienko E.O. Erythrocyte membrane permeability for a series of diols. Bioelectrochemistry 2004; 62(2): 115–118. CrossRef PubMed

McElhaney R.N. The effect of membrane lipids on permeability and transport in prokaryotes. In: G. Benga, editor. Structure and properties of cell membranes. Vol. II: Molecular basis of selected transport systems. Florida: CRC Press; 1985.

Meyrial V., Laize V., Gobin R. et al. Existence of a tightly regulated water channel in Saccharomyces cerevisiae. Eur J Biochem 2001; 268: 334–343. CrossRef PubMed

Ogurtsova V.V., Kovalenko S.Ye., Kovalenko I.F., Gordiyenko O.I. Determination of osmotically inactive volume of murine enterocytes. Probl Cryobiol Cryomed 2016; 26(1): 93–97. CrossRef

Ogurtsova V.V., Kovalenko S.Ye., Kovalenko I.F., Gordiyenko O.I. Permeability coefficients of murine enterocyte membranes for water and cryoprotectants. Probl Cryobiol Cryomed 2016; 26(3): 221–228. CrossRef

Sakun O.V., Gordiyenko O.I. Theoretical estimation of cooling rate optimal value in terms of two-factor theory of cryodamages in the linear modes of cell suspension freezing. Biophys Bull 2009; 22(1): 123–129.

Sakun O.V., Maruschenko V.V., Kovalenko I.F. et al. Temperature effect on membrane permeability coefficients of yeast-like fungi Saccharomyces cerevisiae for water and cryoprotectants. Probl Cryobiol 2009; 19(1): 41–48.

Загрузки

Опубликован

2017-09-25

Как цитировать

Ogurtsova, V. V., Kovalenko, S. Y., Kovalenko, I. F., & Gordienko, O. I. (2017). Activation Energy of Water and Cryoprotectant Molecules Penetration Through Plasma Membrane of Murine Enterocytes and Dynamics of Their Dehydration During Freezing. Проблемы криобиологии и криомедицины, 27(3), 242–249. https://doi.org/10.15407/cryo27.03.242

Выпуск

Том 27 № 3 (2017): Проблемы криобиологии и криомедицины

Раздел

Теоретическая и экспериментальная криобиология

Лицензия

Авторы, публикующие в данном журнале, соглашаются со следующим:

  • Авторы сохраняют за собой авторские права на работу и предоставляют журналу право первой публикации работы на условиях лицензии Creative Commons Attribution License, которая позволяет другим распространять данную работу с обязательным сохранением ссылок на авторов оригинальной работы и оригинальную публикацию в этом журнале.
  • Авторы сохраняют право заключать отдельные контрактные договоренности, касающиеся не-эксклюзивного распространения версии работы в опубликованном здесь виде (например, размещение ее в институтском хранилище, публикацию в книге), со ссылкой на ее оригинальную публикацию в этом журнале.
  • Авторы имеют право размещать их работу в сети Интернет (например в институтском хранилище или персональном сайте) до и во время процесса рассмотрения ее данным журналом, так как это может привести к продуктивному обсуждению и большему количеству ссылок на данную работу (См. The Effect of Open Access).