Дополнительные научные формирования

На главную страницу


Відділ низькотемпературного консервування
Наукові співробітники відділу:

Керує відділом доктор фіз.-мат. наук Ольга Іванівна Гордієнко.

З 1972 по 1995 рр. відділом керував, член-кореспондент Національної Академії наук України та Академії медичних наук України, професор, доктор медичних наук, лауреат Державної премії СРСР - Пушкар Микола Сидорович.

Головні напрямки роботи відділу фундаментальні теоретичні дослідження причин і механізмів кріоушкоджень і кріозахисту на клітинному рівні.

Розробляються і досліджуються фізико-математичні теорії та моделі явища трансмембранного масопереносу, а також процесів, що відбуваються на різних етапах циклу низькотемпературного консервування [ 1,2 ]: інгібування процесів активаційного типу в середовищах з високою в'язкістю; латеральний поділ компонентів клітинної мембрани, деформованих вигином або ізотропним натягом; гіпертонічний кріогемолізу; кристалізаційний гідроліз; механічна взаємодія зростаючих кристалів льоду з клітинами в замораживаемой суспензії.

На підставі сучасних уявлень про фізичні принципи життєдіяльності клітин вперше сформульована і фізично обгрунтована базова теоретична модель ендоцитозу, що описує загальні для різних типів цього явища закономірності [ 3,4 ].

Теоретично встановлено механізм сполучення між скалярними біохімічними реакціями, які протікають в цитоплазмі клітин в режимі автоколивань релаксационного типу, і векторних процесів перенесення позаклітинних речовин всередину клітин. Виходячи з побудованої моделі ендоцитозу, пояснені і розглянуті деякі закономірності цього явища.

Отримано вираз для джерела ентропії в багатокомпонентному розчині з урахуванням рівнянь руху його окремих компонентів і отримані співвідношення між транспортними характеристиками клітинних мембран і коефіцієнтами тертя між окремими компонентами для рухомий мембрани довільної форми [ 5,6 ].

Теоретичні дослідження поєднуються з експериментальними спостереженнями за процесом заморожування-відтавання клітинних суспензій з використанням спеціальних приставок до світлового мікроскопу.

У відділі розроблено унікальний кріомікроскопіческій комплекс для візуального вивчення в широкому температурному діапазоні кінетики фізико-хімічних процесів, що супроводжують заморожування-відігрівання біологічних об'єктів, кінетики осмотичної поведінки клітин на різних етапах кріоконсервування, проникності клітин для кріопротекторів і води [ 7-11 ].

Теоретично обгрунтовано і експериментально підтверджено новий підхід до вирішення проблеми оптимізації умов заморожування біологічних об'єктів порівняно великих розмірів.

Сформульовано кількісну модель кріоушкоджень клітин на етапі кристалізації, яка дає можливість визначити оптимальні умови їх охолодження, спираючись на невелику кількість даних про транспортні та геометричні параметри цих клітин. Побудовано алгоритм оцінки значення оптимальної з точки зору двофакторної теорії кріоушкоджень швидкості охолодження суспензії клітин на етапі її кристалізації [ 12-13 ].

Проводяться дослідження по визначенню модуля зсуву мембран еритроцитів [ 14 ], особливостей трансформації еритроцитів в різних середовищах [ 15-17 ], дилатометричні дослідження фазово-структурних перетворень в кріопротекторних середовищах, клітинних суспензіях і тканинах в області низьких температур [ 18 ].

Розроблено експериментальний метод швидкого визначення коефіцієнтів проникності мембран еритроцитів для електрично нейтральних речовин [ 19-20 ] і розподілу еритроцитів в популяції за індексом сферичності [ 21 ], заснований на вимірюванні інтенсивності розсіяного клітинами світла. Показана діагностична ефективність для диференціації нормальних і патологічних змін в крові, зокрема, при гіпер- і гіпотиреозі, а також при цукровому діабеті [ 22-24 ].

Вивчено механізми проникності мембран еритроцитів для низки речовин і встановлені закономірності функціонування паралельних шляхів їх проникнення через ліпідний биослой і білкові канали певного розміру. Визначено фактори, що впливають на проникнення молекул тим чи іншим шляхом [ 25-28 ].

На базі відділу проводяться роботи з використанням лазерного скануючого мікроскопа LSM META 510 (Carl Zeiss, Німеччина).

Основні публікації відділу


Контактна інформація:
Україна, 61016, Харків, вул. Переяславська 23,
Інститут проблем кріобіології і кріомедицини НАН України
Тел: +38 057 373 4143,   373 8807,   373 3039;     Факс: +38 057 373 5952
Електронна пошта: cryo.ua@gmail.com