Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры
Изучали осмотическое поведение клеток интерстиция тестисов крыс в растворах криопротекторов – веществ, относящихся
 к классам спиртов (этиленгликоль (ЭГ), глицерин и 1,2-бутандиол (1,2-БД)), оксидов (диметилсульфоксид (ДМСО)) и амидов
 (диметилформамид (ДМФА)). С использованием метод...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы криобиологии |
|---|---|
| Дата: | 2010 |
| Автори: | , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
2010
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44461 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов
 для молекул ряда криопротекторов от температуры / Н.А. Чернобай, А.В. Пахомов, И.Ф. Коваленко, Г.А. Божок, С.Е. Коваленко, Л.Ф. Розанов // Пробл. криобиологии. — 2010. — Т. 20, № 2. — С. 153-158. — Бібліогр.: 11 назв. — рос., англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860020184206540800 |
|---|---|
| author | Чернобай, Н.А. Пахомов, А.В. Коваленко, И.Ф. Божок, Г.А. Коваленко, С.Е. Розанов, Л.Ф. |
| author_facet | Чернобай, Н.А. Пахомов, А.В. Коваленко, И.Ф. Божок, Г.А. Коваленко, С.Е. Розанов, Л.Ф. |
| citation_txt | Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов
 для молекул ряда криопротекторов от температуры / Н.А. Чернобай, А.В. Пахомов, И.Ф. Коваленко, Г.А. Божок, С.Е. Коваленко, Л.Ф. Розанов // Пробл. криобиологии. — 2010. — Т. 20, № 2. — С. 153-158. — Бібліогр.: 11 назв. — рос., англ. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблемы криобиологии |
| description | Изучали осмотическое поведение клеток интерстиция тестисов крыс в растворах криопротекторов – веществ, относящихся
к классам спиртов (этиленгликоль (ЭГ), глицерин и 1,2-бутандиол (1,2-БД)), оксидов (диметилсульфоксид (ДМСО)) и амидов
(диметилформамид (ДМФА)). С использованием метода волюмометрии и модифицированной физико-математической модели
Кедем-Качальского определены коэффициенты проницаемости плазматических мембран клеток тестисов для этих
криопротекторов при температурах 35, 20 и 5°С. Рассчитанные значения энергий активации проницаемости для молекул ЭГ,
глицерина, 1,2-БД, ДМСО и ДМФА составляют 53,28; 46,92 и 36,33, 58,89 и 62,99 кДж/моль соответственно. Установлено, что
мембраны клеток тестисов одинаково хорошо проницаемы для молекул ЭГ, ДМСО, 1,2-БД и глицерина, а их проницаемость
для молекул ДМФА при 35°С сравнима с проницаемостью молекул воды.
Вивчали осмотичну поведінку клітин інтерстицію тестисів щурів у розчинах кріопротекторів – речовин, які відносяться
до класів спиртів (етиленгліколь (ЕГ), гліцерин і 1,2-бутандіол (1,2-БД)), оксидів (диметилсульфоксид (ДМСО)) та амідів
(диметилформамід (ДМФА)). При використанні методу волюметрії і модифікованої фізико-математичної моделі Кедем-
Качальського визначені коефіцієнти проникності плазматичних мембран клітин тестисів для цих кріопротекторів при
температурах 35, 20 і 5°С. Розраховані значення енергії активації проникності для молекул ЕГ, гліцерину, 1,2-БД ДМСО і
ДМФА складають 53,28; 46,92;36,33;58,89 і 62,99 кДж/моль відповідно. Встановлено, що мембрани клітин тестисів мають
однакову добру проникність для молекул ЕГ, ДМСО, 1,2-БД і гліцерину, а їх проникність для молекул ДМФА при 35°С можна
порівняти з проникністю молекул води.
Osmotic behavior of the rat testis intersticium cells in cryoprotectants solutions – substances belonging to alcohols (ethylene
glycol (EG), glycerol and 1,2-butane diol (1,2-BD)), oxides (dimethyl sulfoxide (Me2SO)) and amides (dimethyl formamide (DMFA))
was studied. Permeability coefficients of testis cells for these cryoprotectants were determined at 35, 20 and 5°C by volumetric
analysis and the Kedem-Kachalsky modified physico-mathematical model. The calculated values of the activation energies for EG,
glycerol, 1,2-BD, Me2SO and DMFA molecules are 53.28, 46.92, 36.33, 58.89, 62.99 kJ/mol, respectively. Testis cell membranes were
established to be equally well permeable for EG, glycerol, 1,2-BD and Me2SO, and their permeability for DMFA at 35°C was
comparable with that for water molecules.
|
| first_indexed | 2025-12-07T16:46:44Z |
| format | Article |
| fulltext |
153
* Автор, которому необходимо направлять корреспонденцию:
ул. Переяславская, 23, г. Харьков, Украина 61015; тел.: (+38
057) 373-38-71, факс: (+38 057) 373-30-84, электронная почта:
cryo@online.kharkov.ua
* To whom correspondence should be addressed: 23,
Pereyaslavskaya str., Kharkov, Ukraine 61015; tel.:+380 57 373
3871, fax: +380 57 373 3084, e-mail: cryo@online.kharkov.ua
Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine of the Na-
tional Academy of Sciences of Ukraine, Kharkov, Ukraine
Институт проблем криобиологии и криомедицины
НАН Украины, г. Харьков
УДК 577.352.4:612.111.085:547.42
Н.А.ЧЕРНОБАЙ, А.В. ПАХОМОВ, И.Ф. КОВАЛЕНКО, Г.А. БОЖОК, С.Е. КОВАЛЕНКО, Л.Ф. РОЗАНОВ*
Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов
для молекул ряда криопротекторов от температуры
UDC 577.352.4:612.111.085:547.42
N.A. CHERNOBAI, A.V. PAKHOMOV, I.F. KOVALENKO, G.A. BOZHOK, S.YE. KOVALENKO, L.F. ROZANOV*
Temperature Dependence of Testes Intersticium Cell Membrane
Permeability for Cryoprotectant Molecules
Изучали осмотическое поведение клеток интерстиция тестисов крыс в растворах криопротекторов – веществ, относящихся
к классам спиртов (этиленгликоль (ЭГ), глицерин и 1,2-бутандиол (1,2-БД)), оксидов (диметилсульфоксид (ДМСО)) и амидов
(диметилформамид (ДМФА)). С использованием метода волюмометрии и модифицированной физико-математической модели
Кедем-Качальского определены коэффициенты проницаемости плазматических мембран клеток тестисов для этих
криопротекторов при температурах 35, 20 и 5°С. Рассчитанные значения энергий активации проницаемости для молекул ЭГ,
глицерина, 1,2-БД, ДМСО и ДМФА составляют 53,28; 46,92 и 36,33, 58,89 и 62,99 кДж/моль соответственно. Установлено, что
мембраны клеток тестисов одинаково хорошо проницаемы для молекул ЭГ, ДМСО, 1,2-БД и глицерина, а их проницаемость
для молекул ДМФА при 35°С сравнима с проницаемостью молекул воды.
Ключевые слова: коэффициенты проницаемости, энергия активации, клетки интерстиция тестисов, волюмометрия,
криопротекторы.
Вивчали осмотичну поведінку клітин інтерстицію тестисів щурів у розчинах кріопротекторів – речовин, які відносяться
до класів спиртів (етиленгліколь (ЕГ), гліцерин і 1,2-бутандіол (1,2-БД)), оксидів (диметилсульфоксид (ДМСО)) та амідів
(диметилформамід (ДМФА)). При використанні методу волюметрії і модифікованої фізико-математичної моделі Кедем-
Качальського визначені коефіцієнти проникності плазматичних мембран клітин тестисів для цих кріопротекторів при
температурах 35, 20 і 5°С. Розраховані значення енергії активації проникності для молекул ЕГ, гліцерину, 1,2-БД ДМСО і
ДМФА складають 53,28; 46,92;36,33;58,89 і 62,99 кДж/моль відповідно. Встановлено, що мембрани клітин тестисів мають
однакову добру проникність для молекул ЕГ, ДМСО, 1,2-БД і гліцерину, а їх проникність для молекул ДМФА при 35°С можна
порівняти з проникністю молекул води.
Ключові слова: коефіцієнти проникності, енергія активації, клітини інтерстицію тестисів, волюмометрія, кріопротектори.
Osmotic behavior of the rat testis intersticium cells in cryoprotectants solutions – substances belonging to alcohols (ethylene
glycol (EG), glycerol and 1,2-butane diol (1,2-BD)), oxides (dimethyl sulfoxide (Me2SO)) and amides (dimethyl formamide (DMFA))
was studied. Permeability coefficients of testis cells for these cryoprotectants were determined at 35, 20 and 5°C by volumetric
analysis and the Kedem-Kachalsky modified physico-mathematical model. The calculated values of the activation energies for EG,
glycerol, 1,2-BD, Me2SO and DMFA molecules are 53.28, 46.92, 36.33, 58.89, 62.99 kJ/mol, respectively. Testis cell membranes were
established to be equally well permeable for EG, glycerol, 1,2-BD and Me2SO, and their permeability for DMFA at 35°C was
comparable with that for water molecules.
Key words: permeability coefficients, activation energy, testis intersticium cells, volumetry, cryoprotectants.
Вопрос о том, какими свойствами должен
обладать эффективный криопротектор, до сих пор
не имеет исчерпывающего ответа [1]. Первым,
признанным в качестве криопротектора вещест-
вом, был глицерин. Впоследствии было показано,
что диметилсульфоксид (ДМСО) в подавляющем
числе криобиологических ситуаций более эффекти-
вен, чем глицерин, что можно было объяснить
лучшей проникающей способностью его молекул
через клеточные мембраны. В последние годы в
качестве перспективного криопротектора для
ооцитов и эмбрионов млекопитающих и меристем
растений интенсивно изучается этиленгликоль (ЭГ)
problems
of cryobiology
Vol. 20, 2010, №2
проблемы
криобиологии
Т. 20, 2010, №2
The question of what properties an efficient cryo-
protectant is to have has no irrefragable answer so far
[1]. The first substance recognized as a cryoprotectant
was glycerol. Afterwards it was shown that dimethyl
sulfoxide (Me2SO) was more efficient than glycerol
in most cases, which can be explained by its better
permeating ability through cellular membranes. Ethy-
lene glycol (EG) has been investigated intensively as a
promising cryoprotectant for mammal oocytes and
embryos and plant meristems lately [8–10]. Dimethyl
formamide (DMFA) proved to have significant
advantages over other cryoprotectants for cryopreser-
vation of the fowl spermatozoa [4–6]. It was demon-
154 problems
of cryobiology
Vol. 20, 2010, №2
проблемы
криобиологии
Т. 20, 2010, №2
[8–10]. Установлено, что диметилформамид
(ДМФА) имеет существенные преимущества пе-
ред другими криопротекторами при криоконсер-
вировании спермиев петуха [4–6]. Показано, что
1,2-бутандиол (1,2-БД) несмотря на относительно
большие размеры молекул хорошо проникает через
мембраны эритроцитов [2, 3] и клеток СПЭВ [11].
Проницаемость плазматических мембран для
молекул воды и криопротекторов является важней-
шей криобиологической характеристикой клеток,
определяющей их осмотическое поведение в про-
цессе криоконсервирования и выживаемость после
отогрева и возвращения в изотоническую среду.
Криоконсервирование фрагментов ткани и клеток
тестисов с целью создания запасов материала, при-
годного для трансплантации, – необходимое усло-
вие в разработке новых схем лечения андроген-
дефицитных состояний. В связи с вышесказанным
особое значение приобретает определение коэффи-
циентов проницаемости мембран клеток тестисов
для различных криопротекторов.
Поиск оптимальных методических решений при
разработке методов криоконсервирования целе-
сообразно осуществлять на основе эксперимен-
тально-теоретического подхода с использованием
модифицированной физико-математической мо-
дели Кедем-Качальского [1]. Такой подход направ-
лен на оптимизацию процессов массообмена в
системе "клетка – окружающая среда" в цикле
криоконсервирования и требует конкретизации
данных о составе вне- и внутриклеточной среды,
морфометрических параметрах клеток, прони-
цаемости и ее температурной зависимости.
Цель работы – определение параметров прони-
цаемости (коэффициентов проницаемости и энергии
активации) мембран клеток тестисов для молекул
ЭГ, 1,2-БД, глицерина, ДМСО и ДМФА.
Материалы и методы
Для решения поставленных задач применялись
методы микроскопии и физико-математического
моделирования криобиологических процессов.
Объектом исследований служили клетки, полу-
ченные из ткани семенников ферментативным
методом [7]. Суспензия этих клеток включала
клетки с диаметром от 4,5 до 21 мкм. Наиболее
многочисленной была популяция клеток размером
11–16 мкм, на которых и проводили исследования.
В работе использовали одномолярные растворы
1,2-БД, глицерина, ЭГ, ДМСО и ДМФА, приготовлен-
ные на 0,15М NaCl.
Коэффициенты проницаемости плазматических
мембран клеток интерстиция тестисов для моле-
кул проникающих криопротекторов K1 определяли,
strated that 1,2-butane diol (1,2-BD) despite its relati-
vely large molecules permeated well through erythro-
cyte [2, 3] and SPEV cell membranes [11].
Permeability of plasmatic membranes for water and
cryoprotectants molecules is the most important cryo-
biological characteristic of cells determining their osmo-
tic behavior in the process of cryopreservation and
survivability after thawing and placing back into isotonic
medium. Cryopreservation of testes tissue fragments
and cells for creation of material store available for
transplantation is an indispensable condition in the
development of new schemes of treatment of andro-
gen-deficient diseases. In this respect the determination
of testes cell membrane permeability coefficients for
different cryoprotectants takes on special significance.
It is expedient to search for optimal methodical solu-
tions during the elaboration of cryopreservation techni-
ques on the basis of the experimentally-theoretical
approach with the usage of the Kedem-Kachalsky mo-
dified physico-mathematical model [1]. Such approach
is directed to optimization of mass transfer processes
in the system “cell-environment” in cryopreservation
cycle and requires refining data on compositions of
extra- and intracellular media, cell morphometric para-
meters, permeability and its temperature dependence.
The aim of the work is to determine permeability
parameters (permeability coefficients and activation
energies) of testis membrane cells for EG, glycerol,
1,2-BD, Me2SO and DMFA molecules.
Materials and methods
Microscopy and physico-mathematical modeling of
cryobiological processes were used to solve the prob-
lems formulated.
Cells obtained from testes tissue by the enzyme
method served as the subject of inquiry [7]. Suspension
of these cells comprised cells with the diameter of 4.5–
21 µm. The population of cells with the size of 11–
16 µm was the most numerous, and the experiments
were carried out on them.
1 molar solutions of 1,2-BD, glycerol, EG, Me2SO
and DMFA prepared with 0.15 NaCl solution were
used in the work.
The permeability coefficients K1 of testis intersti-
cium cell plasmatic membranes for the penetrating
cryoprotectants molecules were determined by fitting
the experimental dependences of relative cell volumes
vs. time, y(t) with the solutions of the theoretical model
equations for the preset experimental conditions [11].
The activation energies EA of the substances transfer
processes through testes intersticium cell membranes
were calculated from the dependences InK1(1/T), the
obliquity of which is EA/R according to the Arrhenius
equation, where R is the universal gas constant.
155 problems
of cryobiology
Vol. 20, 2010, №2
проблемы
криобиологии
Т. 20, 2010, №2
сопоставляя экспериментальные зависимости
относительных объемов клеток от времени y(t) с
решениями уравнений теоретической модели для
заданных экспериментальных условий [11]. Энер-
гии активации (ЕА) процессов переноса веществ
через мембраны клеток интерстиция тестисов
рассчитывали из зависимостей lnK1(1/T), наклон ко-
торых согласно уравнению Аррениуса равен ЕА/R,
где R – универсальная газовая постоянная.
Микроскопические исследования проводили на
микроскопе Axio Obzerver Z1 (Carl Zeiss, Германия)
с термостатируемым столиком при температурах
35, 20 и 5°С.
Осмотические реакции клеток интерстиция
тестисов изучали, фотографируя их с регистрацией
времени контакта с исследуемыми растворами.
Для определения геометрических параметров кле-
ток использовали данные морфометрии.
Для клеток, форма которых близка к сфери-
ческой, относительный объём клетки (у) и ее
поверхностно-объемные отношения γ связаны с ее
диаметром d соотношениями у = πd3/6 и γ = 6/d.
Статистическую обработку результатов экспе-
риментов проводили по методу Стьюдента-Фи-
шера.
Результаты и обсуждение
На рисунке представлены примеры определе-
ния коэффициентов проницаемости мембран клеток
интерстиция тестисов для молекул криопро-
текторов в одномолярных растворах ЭГ, 1,2-БД,
глицерина, ДМСО и ДМФА при температурах 5,
20 и 35°С путем совмещения с эксперименталь-
ными данными теоретической зависимости изме-
нения относительного объёма клеток во времени.
Из представленных данных видно, что с пони-
жением температуры увеличивается время ре-
гидратации клеток после фазы обезвоживания.
Осмотическое поведение клеток тестисов в раст-
ворах ЭГ, 1,2-БД, глицерина и ДМСО при одина-
ковых температурах отличается незначительно.
Время восстановления 95% исходного объема при
5°С составляет примерно 10 мин, а при 35°С –
около 3 мин. Проницаемость мембран клеток ин-
терстиция тестисов для молекул ДМФА значитель-
но выше, чем для молекул других изученных
веществ. При температуре 5°С исходный объем
клеток в 1М ДМФА восстанавливается до 95%
менее чем за 3 мин, а при температурах 35°С
значимых изменений объема клеток не зафикси-
ровано, что может свидетельствовать о том, что
проницаемость мембран клеток интерстиция тес-
тисов при этой температуре для молекул ДМФА
сравнима с проницаемостью молекул воды.
Microscopic assay was performed on a microscope
Axio Obzerver Z1 (Carl Zeiss, Germany) with a
thermostated stage at 35, 20 and 5°C.
Osmotic reactions of testis intersticium cells were
studied by imaging and registering the duration of
contact with the solutions investigated. To determine
cell geometric parameters we used the morphometric
data.
For sphere-like cells the relative cell volume y and
its surface/volume ratio γ are linked with its diameter
by the formulae: у = πd 3/6 and γ = 6/d.
The results were statistically processed by the
Student-Fisher test.
Results and discussion
The examples of the permeability coefficients of
testes intersticium cell membranes for the cryoprotec-
tants molecules in 1M solutions of EG, 1,2-BD, glycerol,
Me2SO and DMFA at 35, 20 and 5°C determined by
fitting the theoretical dependence of relative cell volu-
me changes through time with the experimental data
are presented in Figure.
From the data presented one can see that as tempe-
rature declines, the period of cell rehydration after de-
hydration phase increases. Osmotic behavior of testes
cells differs insignificantly in EG, 1,2-BD, glycerol and
Me2SO solutions at the same temperatures. The pe-
riods of recovery of 95% of the initial volume are ap-
proximately 10 min at 5°C and 3 min at 35°C. The
testes intersticium cell membrane permeability for
DMFA is much higher than that for the other substan-
ces investigated. At 5°C the initial cell volume recovers
up to 95% for less than 3 min, and at 35°C no significant
changes in the cell volume were noted, which can attest
to the fact that at this temperature testes intersticium
cell membrane permeability for DMFA molecules is
comparable with that for water molecules.
The permeability coefficients of testis intersticium
cell plasmatic membranes for the cryoprotectants at
35, 20 and 5°C calculated from the volumetric data
and the corresponding activation energies are presen-
ted in the Table.
It follows from the Table that at 5°C the cryopro-
tectants according to their penetrating ability through
testis intersticium cell membranes are ranked in the
following way: DMFA > 1,2-BD > EG = glycerol >
Me2SO. At 35°C this sequence takes the form: DMFA >
EG = Me2SO > 1,2-BD = glycerol. 1,2-BD has the
lowest value of activation energy, and DMFA – the
highest one.
Conclusions
1. The reduction in the testis intersticium cell mem-
brane permeability for the cryoprotectants molecules
156 problems
of cryobiology
Vol. 20, 2010, №2
проблемы
криобиологии
Т. 20, 2010, №2
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 100 200 300 400 500 600
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 500 1000 1500
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 200 400 600 800 1000
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0 200 400 600 800 1000
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1
0 100 200 300 400 500
Время, с
Time, sec
О
тн
ос
ит
ел
ьн
ы
й
об
ъе
м
к
ле
тк
и,
V
/V
0
N
or
m
al
iz
ed
c
el
l v
ol
um
e,
V
/V
0
Время, с
Time, sec
О
тн
ос
ит
ел
ьн
ы
й
об
ъе
м
к
ле
тк
и,
V
/V
0
N
or
m
al
iz
ed
c
el
l v
ol
um
e,
V
/V
0
Время, с
Time, sec
О
тн
ос
ит
ел
ьн
ы
й
об
ъе
м
к
ле
тк
и,
V
/V
0
N
or
m
al
iz
ed
c
el
l v
ol
um
e,
V
/V
0
Время, с
Time, sec
О
тн
ос
ит
ел
ьн
ы
й
об
ъе
м
к
ле
тк
и,
V
/V
0
N
or
m
al
iz
ed
c
el
l v
ol
um
e,
V
/V
0
Время, с
Time, sec
О
тн
ос
ит
ел
ьн
ы
й
об
ъе
м
к
ле
тк
и,
V
/V
0
N
or
m
al
iz
ed
c
el
l v
ol
um
e,
V
/V
0
а a б b
в c г d
д e
ДМСО
DMSO
Глицерин
Glycerol
ДМФА
DMFA
1,2-БД
1,2-BD
ЭГ
EG
Характерные экспериментальные ( , , ) и теорети-
ческие (сплошная линия) зависимости относительного
объёма клеток тестисов от времени экспозиции в
растворах 1М ЭГ (a), 1,2-БД (б), глицерина (в), ДМСО (г),
ДМФА (д) при температурах 5 ( ), 20 ( ) и 35°С ( ).
Typical experimental ( , , ) and theoretical (solid line)
dependences of the testis cell relative volume on exposure
time in 1M EG (a); 1,2-BD (b); glycerol (c); DMSO (d); DMFA
(e) solution at 5 ( ), 20 ( ) and 35°С ( ).
157 problems
of cryobiology
Vol. 20, 2010, №2
проблемы
криобиологии
Т. 20, 2010, №2
В таблице приведены рассчитан-
ные из данных волюмометрии коэффи-
циенты проницаемости плазматичес-
ких мембран клеток интерстиция
тестисов для исследованных крио-
протекторов при температурах 5, 20
и 35°С и соответствующие энергии
активации.
Из данных таблицы следует, что
при 5°С криопротекторы по проникаю-
щей способности через мембраны
клеток интерстиция тестисов обра-
зуют ряд: ДМФА > 1,2-БД > ЭГ =
глицерин > ДМСО. При 35°С этот ряд
имеет вид: ДМФА > ЭГ = ДМСО >
1,2-БД = глицерин. Наименьшим
значением энергии активации харак-
теризуется 1,2-БД, а наибольшим –
ДМФА.
Выводы
1. Снижение проницаемости мем-
роткеторпоирK
tnatcetorpoyrC
KитсомеацинорптнеициффэоK
1
× 01 7 с/м,
K,tneiciffeocytilibaemreP
1
× 01 7 s/m,
яигренЭ
Еиицавитка
A
,
ьлом/жДк
noitavitcA
Eygrene
A
,
lom/JK
5°С 02 °С 53 °С
ГЭ
GE 70,0±05,0 07,0±99,1 67,1±30,9 82,35
2,1 - ДБ
DB-2,1 07,0±50,1 84,0±72,4 46,1±15,7 32,63
нирецилГ
lorecylG 31,0±35,0 11,0±22,2 20,2±57,6 29,64
ОСМД
OSMD 91,0±83,0 78,0±76,2 04,1±23,9 98,85
АФМД
AFMD 40,0±14,4 98,2±54,42 *99,26
Коэффициенты проницаемости плазматических мембран клеток
интерстиция тестисов для исследованных криопротекторов при
температурах 5, 20 и 35°С и соответствующя энергия активации
The permeability coefficients of testis intersticium cell plasmatic mem-
branes for the cryoprotectants at 35, 20 and 5°C and the corresponding
activation energies
бран клеток интерстиция тестисов для молекул
исследованного ряда криопротекторов в диапазоне
температур 35–5°С характеризуется энергией ак-
тивации в пределах 35–63 кДж/моль.
2. Различия коэффициентов проницаемости ЭГ,
1,2-БД, глицерина и ДМСО наиболее выражены при
5°С, однако при этом их средние значения отли-
чаются не более чем в 2,5 раза.
3. В изученном ряду криопротекторов особо
высокой проникающей способностью обладает
ДМФА. Проницаемость мембран клеток интер-
стиция тестисов для молекул ДМФА при 35°С
сравнима с проницаемостью молекул воды, о чем
свидетельствует отсутствие выраженной осмоти-
ческой реакции клеток на добавление ДМФА даже
при 20°С.
Литература
Гордиенко Е.А., Пушкарь Н.С. Физические основы низко-
температурного консервирования клеточных суспен-
зий.– Киев: Наук. думка, 1994.– 142 с.
Гордієнко О.І., Ліннік Т.П. Механізми проникання неелект-
ролітів низки діолів крізь мембрани еритроцитів //Вісник
Харків. ун-ту. Біофіз. вісник.– 2002.– Вип. 2.– С. 43–47.
Коваленко Г.В., Коваленко И.Ф., Линник Т.П. Проницае-
мость мембран эритроцитов крысы и кролика для крио-
протекторов ряда амидов и диолов // Проблемы криобио-
логии.– 2007.– Т.17, №4.– С.365–373.
Линник Т.П. Амиды алифатических кислот – эффективные
криопротекторы. I. Физико-химические свойства соедине-
ний ряда амидов // Проблемы криобиологии.– 1998.–
№3.– С. 21–28.
Линник Т.П. Амиды алифатических кислот – эффектив-
ные криопротекторы. II. Криозащитные свойства соеди-
1.
2.
3.
4.
5.
studied over the temperature range 35–5°C is charac-
terized by the activation energies within limits of 35–
63 kJ/mole.
2. The differences between the permeability coeffi-
cients for 1,2-BD, EG, glycerol and Me2SO are the
most conspicuous at 5°C, however their average values
differ not more than 2.5-fold.
3. Among the cryoprotectants studied DMFA has
a particularly high penetrating ability. The testis inter-
sticium cell membrane permeability for DMFA mole-
cules at 5oC are comparable with that for water
molecules, which is confirmed by absence of any con-
spicuous osmotic response of cells to addition of DMFA
even at 20°C.
References
Gordiyenko Ye.A., Pushkar N.S. Physical principles of low
temperature preservation of cell suspensions.– Kiev: Naukova
dumka, 1994.– 142 p.
Gordiyenko O.I., Linnik T.P. Penetration mechanisms of non-
electrolytes of diol nature through erythrocyte membranes //
Biophysical Bulletin.– 2002.– Issue 2.– P. 43–47.
Kovalenko G.V., Kovalenko I.F., Linnik T.P. Membrane perme-
ability of rat’s and rabbit’s erythrocytes for cryoprotectants
of amide and diol series // Problems of Cryobiology.– 2007.–
Vol. 17, N4.– P. 365–373.
Linnik T.P. Amides of aliphatic acids are effective cryopro-
tectants. I. Physical-chemical properties of the compounds
out of the amide series // Problems of Cryobiology.– 1998.–
N3.– P. 21–28.
Linnik T.P. Amides of aliphatic acids are efficient cryopro-
tectants. II. Cryoprotective properties of compounds of amide
series // Problems of Cryobiology.– 1999.– N2.– P. 22–32.
Linnik T.P. Physical and chemical factors of cryodamage
and cryoprotection of fowl spermatozoa in cycle of low
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Примечание: * – диапазон температур 5–20°С.
Note: * – temperature range of 5–20°C.
нений ряда амидов // Проблемы криобиологии.– 1999.–
№2.– С. 22–32.
Ліннік Т.П. Фізико-хімічні фактори кріопошкоджень і кріо-
захисту сперматозоїдів півнів у циклі низькотемператур-
ного консервування: Автореф. дис. … д-ра біол. наук.–
Харків, 2003.– 36 с.
Пахомов А.В., Божок Г.А., Боровой И.А. и др. Использо-
вание флюоресцентной диагностики для характеристики
клеток стероидогенных тканей // Проблемы эндокринной
патологии.– 2007.– №4.– С.78–83.
Пишко О.В., Коваленко И.Ф., Коваленко С.Е. и др. Прогно-
зирование осмотического поведения эмбрионов мыши
на основных этапах криоконсервирования // Проблемы
криобиологии.– 2004.– №3.– С. 3–8.
Смольянинова Е.И., Погорелов А.Г., Лисина Е.Г. и др.
Влияние среды замораживания на жизнеспособность и
катионный состав ранних эмбрионов мыши // Проблемы
криобиологии.– 2005.– Т.15, №3.– С. 310.
Стрибуль Т.Ф., Шевченко Н.А., Розанов Л.Ф. Оптимиза-
ция метода витрификации меристем картофеля // Проб-
лемы криобиологии.– 2005.– Т. 15, №4.– С. 657–664.
Чернобай Н.А., Коваленко И.Ф., Кощий С.В., Розанов Л.Ф.
Зависимость проницаемости мембран клеток СПЭВ для
молекул этиленгликоля и 1,2-бутандиола от температу-
ры // Проблемы криобиологии.– 2009.– Т. 19, №2.– С.137–
142.
Поступила 09.02.2010
Рецензент Т.П. Линник
158 problems
of cryobiology
Vol. 20, 2010, №2
проблемы
криобиологии
Т. 20, 2010, №2
6.
7.
8.
9.
10.
11.
temperature preservation: Author’s abstract of the thesis of
Doctor of Biological Sciences.– Kharkiv, 2003.– 36 p.
Pakhomov A.V., Bozhok G.A., Borovoy I.A. et al. Use of fluo-
rescence diagnostics for cell characteristics of steroidogenic
tissues // Problemy Endokrinnoy Patologii.– 2007.– N4.–
P. 78–83.
Pishko O.V., Kovalenko I.F., Kovalenko S.Ye. et al. Fore-
casting of murine embryo osmotic behaviour at main stages
of cryopreservation // Problems of Cryobiology.– 2004.– N3.–
P. 3–8.
Smolyaninova Ye.I., Pogorelov A.G., Lisina Ye.G. et al. Free-
zing medium influence on viability and cation composition of
early murine embryos // Problems of Cryobiology.– 2005.–
Vol. 15, N3.– P. 310.
Stribul T.F., Shevchenko N.A., Rozanov L.F. Optimizing
method for potato meristem vitrification // Problems of Cryo-
biology.– 2005.– Vol. 15, N4.– P. 657–654.
Chernobay N.A., Kovalenko I.F., Koschiy S.V., Rozanov L.F.
Dependence of permeability of SPEV cell membranes for mole-
cules of ethylene glycol and 1,2-butane diol on temperature //
Problems of Cryobiology.– 2009.– Vol. 19, N2.– P. 137–142.
Accepted in 09.02.2010
7.
8.
9.
10.
11.
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-44461 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0233-7673 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T16:46:44Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Чернобай, Н.А. Пахомов, А.В. Коваленко, И.Ф. Божок, Г.А. Коваленко, С.Е. Розанов, Л.Ф. 2013-06-02T07:04:29Z 2013-06-02T07:04:29Z 2010 Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов
 для молекул ряда криопротекторов от температуры / Н.А. Чернобай, А.В. Пахомов, И.Ф. Коваленко, Г.А. Божок, С.Е. Коваленко, Л.Ф. Розанов // Пробл. криобиологии. — 2010. — Т. 20, № 2. — С. 153-158. — Бібліогр.: 11 назв. — рос., англ. 0233-7673 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44461 577.352.4:612.111.085:547.42 Изучали осмотическое поведение клеток интерстиция тестисов крыс в растворах криопротекторов – веществ, относящихся
 к классам спиртов (этиленгликоль (ЭГ), глицерин и 1,2-бутандиол (1,2-БД)), оксидов (диметилсульфоксид (ДМСО)) и амидов
 (диметилформамид (ДМФА)). С использованием метода волюмометрии и модифицированной физико-математической модели
 Кедем-Качальского определены коэффициенты проницаемости плазматических мембран клеток тестисов для этих
 криопротекторов при температурах 35, 20 и 5°С. Рассчитанные значения энергий активации проницаемости для молекул ЭГ,
 глицерина, 1,2-БД, ДМСО и ДМФА составляют 53,28; 46,92 и 36,33, 58,89 и 62,99 кДж/моль соответственно. Установлено, что
 мембраны клеток тестисов одинаково хорошо проницаемы для молекул ЭГ, ДМСО, 1,2-БД и глицерина, а их проницаемость
 для молекул ДМФА при 35°С сравнима с проницаемостью молекул воды. Вивчали осмотичну поведінку клітин інтерстицію тестисів щурів у розчинах кріопротекторів – речовин, які відносяться
 до класів спиртів (етиленгліколь (ЕГ), гліцерин і 1,2-бутандіол (1,2-БД)), оксидів (диметилсульфоксид (ДМСО)) та амідів
 (диметилформамід (ДМФА)). При використанні методу волюметрії і модифікованої фізико-математичної моделі Кедем-
 Качальського визначені коефіцієнти проникності плазматичних мембран клітин тестисів для цих кріопротекторів при
 температурах 35, 20 і 5°С. Розраховані значення енергії активації проникності для молекул ЕГ, гліцерину, 1,2-БД ДМСО і
 ДМФА складають 53,28; 46,92;36,33;58,89 і 62,99 кДж/моль відповідно. Встановлено, що мембрани клітин тестисів мають
 однакову добру проникність для молекул ЕГ, ДМСО, 1,2-БД і гліцерину, а їх проникність для молекул ДМФА при 35°С можна
 порівняти з проникністю молекул води. Osmotic behavior of the rat testis intersticium cells in cryoprotectants solutions – substances belonging to alcohols (ethylene
 glycol (EG), glycerol and 1,2-butane diol (1,2-BD)), oxides (dimethyl sulfoxide (Me2SO)) and amides (dimethyl formamide (DMFA))
 was studied. Permeability coefficients of testis cells for these cryoprotectants were determined at 35, 20 and 5°C by volumetric
 analysis and the Kedem-Kachalsky modified physico-mathematical model. The calculated values of the activation energies for EG,
 glycerol, 1,2-BD, Me2SO and DMFA molecules are 53.28, 46.92, 36.33, 58.89, 62.99 kJ/mol, respectively. Testis cell membranes were
 established to be equally well permeable for EG, glycerol, 1,2-BD and Me2SO, and their permeability for DMFA at 35°C was
 comparable with that for water molecules. ru Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України Проблемы криобиологии Теоретическая и экспериментальная криобиология Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры Temperature Dependence of Testes Intersticium Cell Membrane Permeability for Cryoprotectant Molecules Article published earlier |
| spellingShingle | Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры Чернобай, Н.А. Пахомов, А.В. Коваленко, И.Ф. Божок, Г.А. Коваленко, С.Е. Розанов, Л.Ф. Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| title | Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры |
| title_alt | Temperature Dependence of Testes Intersticium Cell Membrane Permeability for Cryoprotectant Molecules |
| title_full | Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры |
| title_fullStr | Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры |
| title_full_unstemmed | Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры |
| title_short | Зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры |
| title_sort | зависимость проницаемости мембран клеток интерстиция тестисов для молекул ряда криопротекторов от температуры |
| topic | Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| topic_facet | Теоретическая и экспериментальная криобиология |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/44461 |
| work_keys_str_mv | AT černobaina zavisimostʹpronicaemostimembrankletokintersticiâtestisovdlâmolekulrâdakrioprotektorovottemperatury AT pahomovav zavisimostʹpronicaemostimembrankletokintersticiâtestisovdlâmolekulrâdakrioprotektorovottemperatury AT kovalenkoif zavisimostʹpronicaemostimembrankletokintersticiâtestisovdlâmolekulrâdakrioprotektorovottemperatury AT božokga zavisimostʹpronicaemostimembrankletokintersticiâtestisovdlâmolekulrâdakrioprotektorovottemperatury AT kovalenkose zavisimostʹpronicaemostimembrankletokintersticiâtestisovdlâmolekulrâdakrioprotektorovottemperatury AT rozanovlf zavisimostʹpronicaemostimembrankletokintersticiâtestisovdlâmolekulrâdakrioprotektorovottemperatury AT černobaina temperaturedependenceoftestesintersticiumcellmembranepermeabilityforcryoprotectantmolecules AT pahomovav temperaturedependenceoftestesintersticiumcellmembranepermeabilityforcryoprotectantmolecules AT kovalenkoif temperaturedependenceoftestesintersticiumcellmembranepermeabilityforcryoprotectantmolecules AT božokga temperaturedependenceoftestesintersticiumcellmembranepermeabilityforcryoprotectantmolecules AT kovalenkose temperaturedependenceoftestesintersticiumcellmembranepermeabilityforcryoprotectantmolecules AT rozanovlf temperaturedependenceoftestesintersticiumcellmembranepermeabilityforcryoprotectantmolecules |