Permeability Coefficients of Murine Enterocyte Membranes for Water and Cryoprotectants

Авторы

  • Viktoriya 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. Gordiyenko Институт проблем криобиологии и криомедицины НАН Украины, г. Харьков

DOI:

https://doi.org/10.15407/cryo26.03.221

Ключевые слова:

энтероциты мыши, коэффициент фильтрации, коэффициент проницаемости, криопротекторы

Аннотация

Определение оÑмотичеÑкой реакции клеток и транÑпортных ÑвойÑтв мембраны ÑвлÑетÑÑ Ð½ÐµÐ¾Ð±Ñ…Ð¾Ð´Ð¸Ð¼Ñ‹Ð¼ звеном криобиологичеÑких иÑÑледований и разработки оптимальных уÑловий криоконÑÐµÑ€Ð²Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ ÐºÐ¾Ð½ÐºÑ€ÐµÑ‚Ð½Ñ‹Ñ… видов клеток. Ð’ работе Ñ Ð¿Ð¾Ð¼Ð¾Ñ‰ÑŒÑŽ волюмометричеÑкого метода уÑтановлены коÑффициенты проницаемоÑти Ñнтероцитов мыши Ð´Ð»Ñ Ð²Ð¾Ð´Ñ‹ и криопротекторов: ÑÑ‚Ð¸Ð»ÐµÐ½Ð³Ð»Ð¸ÐºÐ¾Ð»Ñ (ЭГ), глицерина, 1,2-пропандиола (1,2-ПД) и диметилÑульфокÑида (ДМСО). ЭкÑпери-ментально полученные временные завиÑимоÑти объема клеток при их контакте Ñ Ð³Ð¸Ð¿ÐµÑ€Ñ‚Ð¾Ð½Ð¸Ñ‡ÐµÑкими раÑтворами криопро-текторов аппрокÑимировали чиÑленными решениÑми ÑиÑтемы нелинейных уравнений, опиÑывающих Ñту завиÑимоÑÑ‚ÑŒ в приближении линейной термодинамики необратимых процеÑÑов. Показано, что коÑффициенты фильтрации доÑтоверно не отличаютÑÑ Ð¼ÐµÐ¶Ð´Ñƒ Ñобой в раÑтворах криопротекторов 1,2-ПД, ДМСО и глицерина ((1,42; 1,3; 1,24)´10–14 м3/HÂ·Ñ ÑоответÑтвенно) и почти в два раза больше в раÑтворе ЭГ (2,4´10–14 м3/H·Ñ). Ðаибольший коÑффициент проницаемоÑти мембран Ñнтероцитов мыши получен Ð´Ð»Ñ Ð­Ð“ – 4,79´10–7 м/Ñ, что, вероÑтно, ÑвÑзано Ñ  его негативным дейÑтвием на мембраны Ñнтероцитов. Ð”Ð»Ñ 1,2-ПД, ДМСО и глицерина коÑффициент проницаемоÑти ÑоÑтавлÑет (0,672; 0,530; 0,134)´10–7 м/Ñ ÑоответÑтвенно. Полученные данные могут быть иÑпользованы Ð´Ð»Ñ Ð¿Ð¾Ð´Ð±Ð¾Ñ€Ð° оптимального режима криоконÑÐµÑ€Ð²Ð¸Ñ€Ð¾Ð²Ð°Ð½Ð¸Ñ Ñтих клеток.

Биографии авторов

Viktoriya 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. Gordiyenko, 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

Dumont F., Marechal P.A., Gervais P. Influence of cooling rate on Saccharomyces cerevisiae destruction during freezing: unexpected viability at ultrarapid cooling rates. Cryobiology 2003; 46: 33–42. CrossRef

Gordienko O.I., Gordienko E.O., Linnik T.P., Kompaniets A.M. Mechanisms of cryoprotectant penetration through erythro-cyte membranes. Problems of Cryobiology 2002; 4: 9–15.

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

Gordiyenko Ye.O., Pushkar N.S. Physical basis for low temperature preservation of cell suspensions. Kyiv: Naukova dumka; 1994.

Mazur P. Theoretical and experimental effects of cooling and warming velocity on the survival of frozen and thawed cells. Cryobiology 1966; 2: 181–192. CrossRef

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

Morris G.J., Coulson G.E., Clarke K.-J. Freezing injury in Saccharomyces cerevisiae: the effect of growth conditions. Cryobiology 1988; 25: 471–482. CrossRef

Muldrew K., McGann L.E. Mechanisms of intracellular ice formation. Biophys J 1990; 57: 525–532. CrossRef

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

Sakun O.V., Kovalenko I.F., Sirenko A.Yu. et al. Membrane permeability coefficients of yeast Saccharomyces cerevisiae to water and cryoprotectants. V.N. Karazin KhNU Bull Series Biol 2008; 7(814): 140–146.

Tanghe A., Van Dijck P., Colavizza D., Thevelein J. M. Aquaporin-mediated improvement of freeze tolerance of Saccharomyces cerevisiae is restricted to rapid freezing conditions. Appl Environ Microbiol 2004; 70 (6): 3377–3382. CrossRef PubMed

Загрузки

Опубликован

2016-09-23

Как цитировать

Ogurtsova, V. V., Kovalenko, S. Y., Kovalenko, I. F., & Gordiyenko, O. I. (2016). Permeability Coefficients of Murine Enterocyte Membranes for Water and Cryoprotectants. Проблемы криобиологии и криомедицины, 26(3), 221–228. https://doi.org/10.15407/cryo26.03.221

Выпуск

Том 26 № 3 (2016): 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).