Замерзание воды внутриклеточное и внеклеточное

В то время как внутриклеточное замерзание воды в больщинстве случаев, если не всегда, приводит к гибели клеток, многие организмы способны выдерживать значительное внеклеточное образование льда. Когда оно оказывается для организма смертельным, вероятная причина гибели состоит в обезвоживании клеток. По мере того как внеклеточная вода превращается в лед, во внеклеточном пространстве остается все более концентрированный раствор солей, макромолекул и т. д. Эта концентрированная жидкость создает большой осмотический градиент, который отсасывает воду из клетки. У большинства исследованных организмов клетки гибнут после перехода примерно двух третей клеточной воды во внеклеточное пространство. Мы не будем здесь останавливаться на причинах гибели организма при обезвоживании клеток достаточно вспомнить то, что говорилось о растворяющей способности внутриклеточной воды (стр. 116— 121). [c.298]

Поскольку внеклеточное замерзание воды предотвращает образование внутриклеточного льда, но вызывает при этом обезвоживание макромолекулярной структуры клетки, предполагается, что процесс закаливания включает в себя следующие механизмы 1) облегчение оттока воды из клетки через мембраны 2) защиту клеточных компонентов от действия обезвоживания. [c.127]

Для предотвращения образования внутриклеточного льда при заморозках первостепенное значение имеет возможность быстрого транспорта свободной воды из клетки к местам внеклеточного образования льда, т. е. поддержание высокой проницаемости мембран в этих условиях. Такая возможность обеспечивается особенностями липидного состава мембран устойчивых растений. Общая реакция растлений на низкие температуры — увеличение в составе мембран количества ненасыщенных жирных кислот. Это обусловливает снижение температуры фазового перехода липидов из жидко-кристаллического состояния в гель до величины, лежащей ниже точки замерзания у морозостойких растений, а у неустойчивых растений она выше О °С. Фазовые переходы мембран из жидко-кристаллического в твердое (гель) состояние на /з снижают проницаемость липидных мембран. Поэтому понижение температуры фазового перехода липидов у морозоустойчивых растений сохраняет высокую проницаемость мембран при замораживании. [c.426]

Образование льда можно предотвратить — по крайней мере в принципе — путем увеличения концентацни любого нетоксичного вещества, находящегося в растворе. На ламом деле в качестве биологических антифризов используются, по-видимому, лишь сравнительно немногие вещества. Особое значение имеют эргаиические пол1Юксисоединения, например глицерин. Эти вещества понижают точку замерзания и точку предельного переохлаждения биологических жидкостей, взаимодействуя с молекулами воды путем образования водородных связей между гидроксильными группами антифриза и полярными молекулами воды. Взаимодействия гидроксильных групп с водой ведут к уменьшению числа взаимодействий между молекулами воды и тем самым задерживают образование льда. Еще одна биологически важная особенность глицерина и сходных с ним веществ — это способность их молекул проходить через клеточные мембраны. Поэтому они могут служить и внеклеточными, и внутриклеточными антифризами. [c.299]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология