ОСНОВИ НА КРИИОБИОЛОГИЯТА НА СПЕРМА ЗА СЕМЕННИ БАНКИ Списание Asebir
Статии
ОСНОВНИ ЕСПЕРМАТИЧНИ КРИИОБИОЛОГИИ ЗА СЕМЕННИ БАНКИ
Ана Фернандес 1, Мария дел Кармен Гонзалво 1 Ана Клаверо 1, Рафаел Руис де Асин 1, Сандра Замора 1, Мария Ролдан 1, Белен Рабело 1, Хуан Пабло Рамирес 2,3 Алберто Йолди 2, Хосе Антонио Кастилия 1,2,3
1 Отдел за човешка репродукция, Университетска болница „Virgen de las Nieves“, Гранада.
2 CEIFER Semen Bank, Гранада.
3 Програма за външен контрол на качеството за репродуктивната лаборатория на Асоциацията за изследване на биологията на репродукцията (ASEBIR), Мадрид.
Публикувано в списанието на 14 юни 2009 г.
Резюме: Сперматозоидите имат специални характеристики за замразяване, в тази работа се анализират тези характеристики и тяхното влияние върху оцеляването на сперматозоидите, приложени върху спермата. Сред тях са фактори, специфични за типа клетка, която трябва да бъде замразена, и фактори, зависими от протокола за замразяване. Сред първите можем да говорим за размера и пропускливостта на клетките, а сред вторите откриваме кривата на замръзване и добавянето на криопротектори.
Кривата на замръзване се отнася до клетъчната реакция на замръзване (студен удар, заледяване и размразяване), която може да причини криоиндуцирани лезии като вътреклетъчно образуване на лед, осмотичен стрес или рекристализация. За да се избегнат тези увреждания, всички протоколи описват като основна част пристрастяването към полезни криопротективни агенти за оцеляване на клетките, въпреки че включват и вредни аспекти като тяхната токсичност. Накрая ще бъдат анализирани основите и ролята на витрификацията на сперматозоидите в спермата.
Ключови думи: сперма, криобиология, витрификация
БАЗИ НА КРИОБИОЛОГИЯТА НА СПЕРМА, ПРИЛОЖЕНА ЗА СПЕРМНИ БАНКИ
Резюме: Сперматозоидите имат специални характеристики на замразяване, тези характеристики и влияния върху оцеляването на спермата, приложени към банките на сперматозоиди, са анализирани в тази работа. Сред тях намираме конкретни фактори на замръзване в зависимост от клетъчния тип и протокола за замразяване. Сред тези ще започнем с размера и клетъчната пропускливост и второ ще разгледаме кривата на замръзване и добавянето на криопротектори.
Кривата на замръзване се отнася до клетъчната реакция на замръзване (студен удар, образуване на лед и размразяване), която може да провокира криотравми като вътреклетъчно образуване на лед, осмотичен стрес или рекристализация. За да се избегнат тези увреждания, всички протоколи като основна мярка описват добавянето на криозащитни агенти като полезно за оцеляването на клетката, въпреки че те също причиняват вредни аспекти поради тяхната токсичност. Накрая ще бъдат анализирани основите и ролята на витрификацията на сперматозоидите в сперматозоидите.
Ключови думи: банка на сперматозоиди, криобиология, витрификация
ВЪВЕДЕНИЕ
Основната цел на криоконсервацията на сперматозоидите е да поддържа тяхната жизнеспособност и функционалност при ниски температури за дълги периоди от време. Криоконсервираните клетки се съхраняват при -196 ° C в течен азот. При тази температура няма дифузионни явления или достатъчно топлинна енергия за провеждане на химични реакции. Следователно трудностите при замразяването не произтичат от престоя при ниски температури, а от процесите на охлаждане и отопление.
По време на тези процеси клетките са в суспензия във воден разтвор. Споменатият разтвор ще има колигативни свойства, които основно зависят от броя на молекулите в него, а не от тяхната природа. По този начин добавянето на разтворено вещество към разтвор намалява точката на замръзване (криоскопска точка) и налягането на парите и увеличава осмотичното налягане и точката на кипене. Осмозата е движение на вода от разтвори с ниска концентрация на разтворено вещество към разтвори с висока концентрация на разтворено вещество, а осмотичното налягане е хидростатичното налягане, което се генерира през полупропусклива мембрана с градиент на концентрация. Тези свойства трябва да се имат предвид, когато при понижаване на температурата по време на процеса на замразяване в извънклетъчната среда започне да се образува лед, тъй като водата, която е част от леда, не съдържа разтворените разтворени вещества, увеличавайки концентрацията им в извънклетъчната среда (хиперосмотичен) и модифициране на колигативните свойства на това.
По време на тези процеси клетките се държат като осмометри, променяйки обема си в отговор на извънклетъчните осмотични промени, като по този начин клетките губят или улавят вода в зависимост от това дали са изложени на хипер или хипоосмотична извънклетъчна среда, съответно; движенията на вода и криопротектори през клетъчната мембрана по време на криоконсервация се управляват от различни биофизични параметри, които трябва да бъдат дефинирани за всеки тип клетки при различни температури и в крайна сметка ще бъдат отговорни за увреждане на клетките.
ОБЩИ КОНЦЕПЦИИ НА ТРАНСПОРТ ЧРЕЗ МЕМБРАНИ ПО ВРЕМЕ НА ЗАМРАЗЯВАНЕ И РАЗМРАЗЯВАНЕ
Като пример можем да разгледаме клетката като „торбичка“, пълна с физиологичен разтвор, потопен в замразяваща среда (извънклетъчна среда). Опаковката на торбата, т.е. клетъчната мембрана, ще има полупропускливи мембранни свойства.
Двете основни характеристики, които ще определят поведението на мембраната, са: размер и пропускливост.
РАЗМЕР
Това е мембранната зона, достъпна за обмен на вода с външната среда.
ПОСТОЯННОСТ.
Този параметър определя лекотата, с която водата може да премине през мембраната при градиент на концентрация. Пропускливостта на клетъчната мембрана се регулира от закон, който отразява емпиричния факт, че колкото по-ниска е температурата на системата, толкова по-ниска е пропускливостта на мембраната. По този начин клетъчната мембрана губи своя полупропусклив характер, за да стане непропусклива, под определена критична температура. Когато охлаждаме системата под тази критична температура, процесът на дехидратация спира, което води до увеличаване на вероятността за образуване на вътреклетъчен лед. Лабораторните експерименти показват, че пропускливостта на клетъчната мембрана, освен че варира в зависимост от температурата на системата, зависи и от концентрацията на разтвореното вещество в извънклетъчната среда.