Der Begriff cryostasis wurde eingeführt, um die umkehrbare Bewahrungstechnologie für lebende biologische Gegenstände zu nennen, die auf dem Verwenden sich clathrate-formender gasartiger Substanzen unter dem vergrößerten hydrostatischen Druck und den hypothermic Temperaturen basiert.

Lebende unter dem Gefrierpunkt von Wasser abgekühlte Gewebe werden durch den Wasserentzug der Zellen beschädigt, weil Eis zwischen den Zellen gebildet wird. Der Mechanismus, Schaden in lebenden biologischen Geweben einzufrieren, ist von Renfret (1968) aufgehellt worden (Renfret A.P. Cryobiology: einige Grundlagen im chirurgischen Zusammenhang. In: Cryosurgery. Rand R.W., Rinfret A.P. von Lode H., Hrsg. Springfield, IL: Charles C. Thomas, 1968) und durch Mazur (1984): Eisbildung beginnt in den Zwischenzellräumen.

Der Dampf-Druck des Eises ist niedriger als der Dampf-Druck von solute Wasser in den Umgebungszellen, und als Hitze am Gefrierpunkt der Lösungen entfernt wird, wachsen die Eiskristalle zwischen den Zellen, Wasser aus ihnen herausziehend. Als die Eiskristalle wachsen, weicht das Volumen der Zellen zurück, und die Zellen werden zwischen den Eiskristallen zerquetscht. Zusätzlich, weil die Zellen zurückweichen, werden die solutes innerhalb der Zellen im restlichen Wasser konzentriert, die intrazelluläre Ionenstarke vergrößernd und die Organisation der Proteine und anderen organisierten Zwischenzellstrukturen störend. Schließlich erreicht die solute Konzentration innerhalb der Zellen das Eutektikum und die Stopps. Der Endstaat von eingefrorenen Geweben ist reines Eis in den ehemaligen extracellular Räumen, und innerhalb der Zellmembranen eine Mischung von konzentrierten Zellbestandteilen im Eis und gebundenen Wasser. Im Allgemeinen ist dieser Prozess zum Punkt nicht umkehrbar, die Gewebe zum Leben wieder herzustellen.

Cryostasis verwertet Verwenden-Clathrate-Formen-Benzin, das eindringt und die biologischen Gewebe sättigt, die clathrate Hydrat-Bildung (unter spezifischen mit dem Drucktemperaturbedingungen) innerhalb der Zellen und in der extracellular Matrix verursachen. Hydrat von Clathrate ist eine Klasse von Festkörpern, in denen Gasmoleküle aus wasserstoffverpfändeten Wassermolekülen zusammengesetzte "Käfige" besetzen. Diese "Käfige", sind wenn leer, nicht stabil, in die herkömmliche Eiskristallstruktur zusammenbrechend, aber sie werden durch die Einschließung des Gasmoleküls innerhalb ihrer stabilisiert. Niedrigstes Molekulargewicht-Benzin (einschließlich CH, HS, Ar, Kr und Xe) wird ein Hydrat unter einigen mit dem Drucktemperaturbedingungen bilden.

Bildung von Clathrates wird die biologischen Gewebe an Wasserentzug verhindern, der irreversiblen inactivation von intrazellulären Enzymen verursachen wird.

Siehe auch

• Cryopreservation
• Winterschlaf

Links

• Cryostasis