Упрощенная HTML-версия
биохимических процессов вследствие того, что активность разных ферментов при
резком снижении температуры различна. В результате в клетках накапливаются
промежуточные, зачастую токсичные, продукты обмена веществ (метаболиты)
Если процесс охлаждения проводится быстро, то может наступить гибель
биологического объекта. При постепенном снижении температуры организм
может адаптироваться, т.е. приспособиться к изменяющимся условиям, и в этом
случае выжить. Очень часто температурный шок сопровождается структурными
изменениями в клетках. Внезапное охлаждение может привести к значительному
увеличению вязкости протоплазмы — до гелеобразования с последующим
отделением жидкой фазы. При охлаждении биологических объектов ниже
температур, при которых происходит превращение воды в лед, основную роль
начинают играть повреждающие факторы процессов кристаллообразования[1].
Процесс льдообразования при постепенном понижении температуры
начинается после более или менее глубокого переохлаждения. Сначала кристаллы
льда образуются в межклеточной жидкости, концентрация растворенных веществ
которой вследствие вымерзания воды начинает увеличиваться. Возникает
разность между концентрациями растворов в межклеточном пространстве и
внутри клеток, что приводит к перемещению влаги из клеток к кристаллам в
межклеточном пространстве. Таким образом, увеличиваются кристаллы снаружи
клеток, и обезвоживается их содержимое. В дальнейшем процесс кристаллизации
может начаться и в самих клетках. При оттаивании рассмотренные явления
развиваются в обратной последовательности.
В случае быстрого понижения температуры биологических объектов
кристаллизация может происходить одновременно внутри клеток и в
окружающей их межклеточной жидкости.
В процессе хранения наблюдается миграционная перекристаллизация —
увеличение размеров крупных кристаллов вследствие исчезновения мелких
Одной из причин повреждения клеток является механическое действие на них
кристаллов льда, которое приводит к разрыву клеток, проколам и порезам. Кроме
того, из-за разрастания кристаллов льда в межклеточном пространстве
уменьшаются размеры клетки, что вызывает сжатие и образование складок в
оболочке, в результате чего может произойти механическое повреждение
протоплазмы. При поступлении воды в клетку во время размораживания тесно
соприкасающиеся слои протоплазмы начинают расходиться и при этом часто
происходит отрыв протоплазмы от оболочки, что приводит к повреждению струк
туры клетки.
Еще более сильным повреждающим фактором является денатурация
протоплазматических белков, вызванная обезвоживанием клетки в результате
вымораживания воды. Так, сближение молекул белка в результате
обезвоживания приводит к тому, что сульфгидрильные группы -SH- отдельных
белковых молекул вступают во взаимодействие и образуют дисульфидные
связи. При оттаивании вода проникает в клетки и начинает раздвигать белковые
молекулы. Однако вследствие того, что энергия образовавшихся дисульфидных
13