ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Биохимические реакции при пониженных и низких температурах из "Криохимия" Низкие температуры давно используют для снижения скоростей реакций и для консервации и длительного хранения пищевых продуктов. Интерес к длительному хранению простых и сложных биологических объектов и живых организмов в последние годы значительно возрос и вызван, в первую очередь, требованиями медицинской практики, возникшими в связи с развитием методов гипотермии и криотермии. В настоящее время уже создаются международные учреждения по хранению органов и биологических препаратов, необходимых, в частности, в операциях по трансплантации. Решение этой задачи, естественно, не обходится без трудностей. Так, для длительной консервации (на месяцы и годы) необходимо полное замораживание и охлаждение до температур жидкого азота, а температуры, создаваемые в рефрижераторах и морозильных установках, недостаточно низки. Кроме того, при замораживании даже относительно простых биологических объектов часто происходит их гибель. Основная причина гибели связана с физическими повреждениями клеток в результате образования кристаллов льда и с химическими реакциями, вызванными концентрационными и температурными изменениями. Эти трудности удается обойти, применяя криопротекторы, такие как глицерин, эти-ленгликоль или диметилсульфоксид. С помощью криопротекторов осуществлена длительная обратимая консервация таких биологических объектов, как белые кровяные тельца, сперма, костный мозг, хрящи. Разрабатываются методы обратимой консервации более сложных биологических систем и даже целых органов. [c.232] В одной главе невозможно осветить все вопросы, затрагивающие проблемы криобиохимии. Применение низких температур в решении сугубо биологических проблем вообще выходит за ра мк.и данной монографии. Такие вопросы рассмотрены в специальных монографиях (см., например, [611, 612]). Мы уделим внимание в основном химическим и физико-химическим аспектам криобиохимии. [c.232] Введение криопротекторов предотвращает ряд нежелательных процессов, влияет на протекание биохимических процессов и, в частности, на активность ферментов. [c.233] Природа позаботилась о том, чтобы криопротекторы, образующиеся в живых организмах, адаптирующихся к действию низких температур, не были токсичны и выводились затем из организма. При использовании искусственных криопротекторов для низкотемпературной консервации об этом должен заботиться исследователь. [c.233] Присутствие органических соединений влияет на активность ферментативных процессов при нормальных и пониженных температурах [614]. Необходимо, чтобы при охлаждении активность ферментов менялась обратимо и при хранении аде происходило денатурации ферментов. Например, применение в качестве криопротекторов Сахаров предотвращает денатурацию некоторых ферментов. Для решения этих и других задач важно исследовать активность ферментов в жидких и замороженных растворах при пониженных температурах. [c.233] Исследования биохимических процессов при низких температурах позволяют более глубоко проникнуть в механизм этих процессов, зарегистрировать и изучить активные промежуточные продукты. Если процесс осуществляется в несколько стадий, что характерно для ферментативных процессов, но при достаточно низких температурах можно добиться того, чтобы процесс заканчивался на стадии образования промежуточного соединения [615]. [c.233] При изучении механизма низкотемпературных биохимических процессов необходимо знать, каким образом изменяются физико-химические свойства системы при понижении температуры. В настоящее время даже для широко используемых растворителей систематические данные о таких физико-химических свойствах при низких температурах, как диэлектрическая проницаемость, вязкость, проводимость, рН среды, к сожалению, отсутствуют. [c.233] Вернуться к основной статье