Практическое использование холода в биологии

Замораживание эритроцитов

Консервирование эритроцитов при положительной температуре представляет большие
затруднения. Обширные исследования, проведенные по консервированию эритроцитов
изотоническими и гипертоническими растворами глюкозы, не дали положительных
результатов. Однако гипертонические растворы глюкозы в сочетании с солями показали
удовлетворительный консервирующий эффект. Значительным вкладом в дело
консервирования эритроцитов является предложение об использовании гипертонических
растворов сахарозы. Замещение плазмы крови 10%-ным раствором сахарозы позволяет
сохранять эритроциты при 4-6° 30 дней и дольше. Еще лучшие результаты получены при
консервировании эритроцитов в растворах, содержащих вещества, лишенные антигенных
свойств. И. Ф. Леонтьев применил с этой целью наприн; Струмиа, Чернок, Блак и Кар -
глобин; Н. Г. Беленький рекомендовал использовать для сохранения эритроцитов
приготовленную им из крови крупного рогатого скота лечебную сыворотку. По данным А. Н. Филатова, замещение плазмы раствором Ленинградского института переливания крови
(ЛИПК № 6) обеспечивает наилучшее качество и стерильность концентрированной
эритроцитной массы при длительном хранении.

Центральный институт переливания крови рекомендует сохранять зритроцитную массу
путем добавления к ней равного объема раствора следующего состава: сахароза - 8, глюкоза
- 0,6, лимоннокислый натрий - 0,35, сульфосалицилат натрия - 0,1, дистиллированная вода -
до 100. В этом растворе годность эритроцитной взвеси для переливания сохраняется при 4-
6° до 30-32 дней. Тем не менее, длительное хранение крови при положительных
температурах представляет большие затруднения в связи с быстрым разрушением
(гемолизом) эритроцитов.

Более надежным методом консервирования эритроцитов является замораживание.

Добавления к эритроцитной массе 15-30% глицерина заморозить её до -79° и хранить
при этой температуре более года.

Эритроциты легкопроницаемы для воды. В процессе замораживания они теряют воду с
такой быстротой, что точка замерзания их внутреннего содержимого в связи с
обезвоживанием становится несколько ниже точки замерзания внутриклеточного раствора.
Поскольку эритроциты проницаемы для глицерина, то он частично замещает воду и
препятствует кристаллизации ее внутри эритроцитов, предохраняя тем самым их от
разрушения при быстром замораживании до -80° и хранении при этой температуре.

Весьма ответственным моментом для сохранения эритроцитов является
размораживание, которое рекомендуется проводить быстро при 37-40°, так как при медлен-
ном размораживании значительная часть эритроцитов; гемолизируется. Повреждающее
действие при замораживании и оттаивании эритроцитов в значительной степени снижает
также пиридин - N-окси (911). Добавление его к суспензии эритроцитов на
физиологическом растворе до концентрации порядка ЗМ предохраняет их от гемолиза в
процессе замораживания и оттаивания. Физико-химические свойства размороженной после
длительного хранения при -79° крови практически не изменяются. В замороженном
состояния эритроциты глицеринизированной крови остаются неповрежденными и
сохраняют свои физиологические свойства в течение нескольких лет. Для удаления
глицерина с помощью растворов с последовательно снижающейся концентрации глицерина
созданы дорогостоящие и очень дефицитные фракционаторы - центрифуги Кона.
Переливать размороженные эритроциты без удаления глицерина нельзя, так как перевод их
в изотоническую среду кровяного русла приводит к быстрому разрушению. Кроме этого, в
процессе отмывания от глицерина происходит потеря около 20% эритроцитов в результате
их лизиса.

Поэтому советские ученые придерживаются другого принципа замораживания крови без
глицерина - путем сверхбыстрого охлаждения при очень низких температурах.

С целью предохранения эритроцитов от разрушения при быстром замораживании
используют углеводы и коллоиды в высоких концентрациях. Позднее положительные
результаты замораживания крови путем разбрызгивания в жидкий азот были получены
рядом других исследователей. В процессе обработки таким образом трудно достигается
стерильность размороженной крови. При распылении крови в жидкий азот наступает
витрификация крови в результате мгновенного охлаждения капель до температуры - 100° и
ниже. Хранение витрифицированной крови при температуре - 196° обеспечивает ее
исходных свойств на неопределенно длительное время. В результате длительных поисков
условий, обеспечивающих стерильность процесса замораживания и размораживания при
очень низкой температуре, были разработаны различные конструкции контейнеров из
алюминия, в которых можно сверхбыстро заморозить кровь в стерильных условиях
(81). Во время погружения контейнера с кровью в жидкий азот интенсивно отводится тепло
от поверхности контейнера, изготовленного из металла с высокой теплопроводностью.
Прилегающие слои азота нагреваются, превращаются в газообразное состояние и в форме
пузырьков всплывают на поверхность жидкого азота. Новые частицы жидкого азота занимают освободившееся место и входят в соприкосновение с контейнером. Это явление
повторяется до тех пор, пока не выровнится температура азота и стенок контейнера с
кровью. Прекращение кипения азота свидетельствует об окончании теплоотдачи и служит
признаком завершившегося процесса замораживания.

Период возможного пребывания клеток неповрежденными в опасной температурной
зоне до нескольких десятков секунд.