Часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів
On the basis of the developed physical and mathematical model of mass transfer, which takes into account the transmembrane transfer of non-electrolytes, basic ions and the associated changes in the transmembrane potential, the redistribution of osmotically active substances during equilibration of e...
Gespeichert in:
| Datum: | 2023 |
|---|---|
| Hauptverfasser: | , , |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Englisch |
| Veröffentlicht: |
Publishing House ‘Akademperiodyka’ of the National Academy of Sciences of Ukraine; Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine
2023
|
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | https://cryo.org.ua/journal/index.php/probl-cryobiol-cryomed/article/view/1888 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Problems of Cryobiology and Cryomedicine |
Institution
Problems of Cryobiology and Cryomedicine| _version_ | 1859479474698977280 |
|---|---|
| author | Todrin, Oleksandr Timofeyeva , Olena Gordiyenko, Olga |
| author_facet | Todrin, Oleksandr Timofeyeva , Olena Gordiyenko, Olga |
| author_sort | Todrin, Oleksandr |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2023-09-25T11:15:22Z |
| description | On the basis of the developed physical and mathematical model of mass transfer, which takes into account the transmembrane transfer of non-electrolytes, basic ions and the associated changes in the transmembrane potential, the redistribution of osmotically active substances during equilibration of erythrocytes in cryoprotective solutions was investigated. Time parameters of changes in concentrations of osmotically active substances inside and outside cells, as well as transmembrane electric potential, were calculated. It is shown that during the exposure of human erythrocytes to 1M solutions of glycerol, 1,2-propanediol (1,2-PD) and dimethylsulfoxide (DMSO), the sign of their transmembrane electric potential changes three times, and in solutions of ethylene glycol (EG) and of acetamide (AA) – once. The analysis of the obtained results showed that the most acceptable for further cryopreservation from the point of view of erythrocytes reaching a state close to equilibrium in a 1M solution of glycerol was their equilibration for 5.5 min, and in solutions of DMSO, AA, EG and 1,2-PD with the same concentration – 1 min. At the same time, the cells remain somewhat dehydrated (by 5.5–7.5%), and the concentrations of cryoprotectants inside erythrocytes change insignificantly during longer exposure. The indicated degree of dehydration does not affect cell viability, but reduces the likelihood of intracellular ice formation during subsequent freezing.
 
Probl Cryobiol Cryomed 2023; 33(2):103–114 |
| first_indexed | 2026-03-12T17:50:14Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-1888 |
| institution | Problems of Cryobiology and Cryomedicine |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-03-12T17:50:14Z |
| publishDate | 2023 |
| publisher | Publishing House ‘Akademperiodyka’ of the National Academy of Sciences of Ukraine; Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs.pkp.sfu.ca:article-18882023-09-25T11:15:22Z Time-Dependent Features of Mass Transfer and Transmembrane Potential in Erythrocytes During Equilibration in Cryoprotective Solutions Часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів Todrin, Oleksandr Timofeyeva , Olena Gordiyenko, Olga physico-mathematical model mass transfer erythrocytes cryoprotectants transmembrane potential фізико-математична модель процеси масоперенесення еритроцити кріопротектори трансмембранний потенціал On the basis of the developed physical and mathematical model of mass transfer, which takes into account the transmembrane transfer of non-electrolytes, basic ions and the associated changes in the transmembrane potential, the redistribution of osmotically active substances during equilibration of erythrocytes in cryoprotective solutions was investigated. Time parameters of changes in concentrations of osmotically active substances inside and outside cells, as well as transmembrane electric potential, were calculated. It is shown that during the exposure of human erythrocytes to 1M solutions of glycerol, 1,2-propanediol (1,2-PD) and dimethylsulfoxide (DMSO), the sign of their transmembrane electric potential changes three times, and in solutions of ethylene glycol (EG) and of acetamide (AA) – once. The analysis of the obtained results showed that the most acceptable for further cryopreservation from the point of view of erythrocytes reaching a state close to equilibrium in a 1M solution of glycerol was their equilibration for 5.5 min, and in solutions of DMSO, AA, EG and 1,2-PD with the same concentration – 1 min. At the same time, the cells remain somewhat dehydrated (by 5.5–7.5%), and the concentrations of cryoprotectants inside erythrocytes change insignificantly during longer exposure. The indicated degree of dehydration does not affect cell viability, but reduces the likelihood of intracellular ice formation during subsequent freezing.   Probl Cryobiol Cryomed 2023; 33(2):103–114 Probl Cryobiol Cryomed 2023; 33(2):103–114 На підставі розробленої фізико-математичної моделі процесів масоперенесення, яка враховує трансмембранне перенесення неелектролітів, основних іонів та пов’язані з ним зміни трансмембранного потенціалу, досліджено перерозподіл осмотично активних речовин у процесі еквілібрації еритроцитів у розчинах кріопротекторів. Розраховано часові параметри зміни концентрацій осмотично активних речовин всередині та ззовні клітин, а також трансмембранного електричного потенціалу. Показано, що під час експозиції еритроцитів людини в 1М розчинах гліцерину (Гл,), 1,2-пропандіолу (1,2-ПД) і диметилсульфоксиду (ДМСО) знак їхнього трансмембранного електричного потенціалу змінюється тричі, а у розчинах етиленгліколю (ЕГ) і ацетаміду (АА) — один раз. Аналіз отриманих результатів показав, що найбільш прийнятною для подальшого кріоконсервування з точки зору досягнення еритроцитами, за комплексом показників, стану наближеного до рівноважного в 1М розчині Гл є їх еквілібрація протягом 5,5 хв, а в розчинах ДМСО, АА, ЕГ і 1,2-ПД з такою самою концентрацією — 1 хв. При цьому клітини залишаються дещо зневодненими (на 5,5–7,5%), а концентрації кріопротекторів всередині еритроцитів за тривалішої експозиції змінюються несуттєво. Вказаний ступінь зневоднення не впливає на життєздатність клітин, однак зменшує ймовірність виникнення внутрішньоклітинного льоду під час подальшого заморожування.   Probl Cryobiol Cryomed 2023; 33(2):103–114 Publishing House ‘Akademperiodyka’ of the National Academy of Sciences of Ukraine; Institute for Problems of Cryobiology and Cryomedicine 2023-09-25 Article Article Research article application/pdf https://cryo.org.ua/journal/index.php/probl-cryobiol-cryomed/article/view/1888 10.15407/cryo33.02.103 Problems of Cryobiology and Cryomedicine; Vol. 33 No. 2 (2023): Probl Cryobiol Cryomed; 103–114 Проблемы криобиологии и криомедицины; Том 33 № 2 (2023): Probl Cryobiol Cryomed; 103–114 Проблеми кріобіології і кріомедицини; Том 33 № 2 (2023): Probl Cryobiol Cryomed; 103–114 2518-7376 2307-6143 en https://cryo.org.ua/journal/index.php/probl-cryobiol-cryomed/article/view/1888/2002 https://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | фізико-математична модель процеси масоперенесення еритроцити кріопротектори трансмембранний потенціал Todrin, Oleksandr Timofeyeva , Olena Gordiyenko, Olga Часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів |
| title | Часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів |
| title_alt | Time-Dependent Features of Mass Transfer and Transmembrane Potential in Erythrocytes During Equilibration in Cryoprotective Solutions |
| title_full | Часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів |
| title_fullStr | Часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів |
| title_full_unstemmed | Часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів |
| title_short | Часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів |
| title_sort | часові характеристики масоперенесення та трансмембранного потенціалу еритроцитів у процесі еквілібрації в розчинах кріопротекторів |
| topic | фізико-математична модель процеси масоперенесення еритроцити кріопротектори трансмембранний потенціал |
| topic_facet | physico-mathematical model mass transfer erythrocytes cryoprotectants transmembrane potential фізико-математична модель процеси масоперенесення еритроцити кріопротектори трансмембранний потенціал |
| url | https://cryo.org.ua/journal/index.php/probl-cryobiol-cryomed/article/view/1888 |
| work_keys_str_mv | AT todrinoleksandr timedependentfeaturesofmasstransferandtransmembranepotentialinerythrocytesduringequilibrationincryoprotectivesolutions AT timofeyevaolena timedependentfeaturesofmasstransferandtransmembranepotentialinerythrocytesduringequilibrationincryoprotectivesolutions AT gordiyenkoolga timedependentfeaturesofmasstransferandtransmembranepotentialinerythrocytesduringequilibrationincryoprotectivesolutions AT todrinoleksandr časovíharakteristikimasoperenesennâtatransmembrannogopotencíalueritrocitívuprocesíekvílíbracíívrozčinahkríoprotektorív AT timofeyevaolena časovíharakteristikimasoperenesennâtatransmembrannogopotencíalueritrocitívuprocesíekvílíbracíívrozčinahkríoprotektorív AT gordiyenkoolga časovíharakteristikimasoperenesennâtatransmembrannogopotencíalueritrocitívuprocesíekvílíbracíívrozčinahkríoprotektorív |