Krüoprotektoreid

Krüoprotektoreid, tuntud ka kui külmakaitseained, on ained, mida kasutatakse madalate temperatuuride kahjulike mõjude vältimiseks elusrakkudele ja kudede külmutamisel. Need ained toimivad mitmel viisil, et minimeerida või vältida külmumisest tingitud rakukahjustusi. Peamine mehhanism hõlmab rakkude sees ja väljas oleva vee jäätumise takistamist. Vesi moodustab külmumisel jääkristalle, mis võivad füüsiliselt purustada rakumembraane ja kahjustada organelle. Krüoprotektoreid aitavad seda protsessi vältida, sidudes veemolekule või muutes vee jäätumispunkti.

Lisaks jääkristallide moodustumise takistamisele kaitsevad krüoprotektoreid ka rakke dehüdratsiooni eest. Külmutamise ja sulatamise ajal võib rakkude sees olev vesi välja voolata, põhjustades nende kuivaks jäämist ja kahjustumist. Krüoprotektoreid toimivad osmootsete reguleerijatena, aidates säilitada rakkude veetasakaalu. Samuti on näidatud, et need vähendavad membraanide jäätumisega seotud muutusi, säilitades nende vedeluse ja funktsionaalsuse.

Krüoprotektorite kaks peamist kategooriat on permeeruvad ja mittepermeeruvad. Permeeruvad krüoprotektoreid, nagu dimetüülsulfoksiid (DMSO) ja glütserool, võivad tungida rakkudesse ja kaitsta nii raku sees kui ka väljas. Mittepermeeruvad krüoprotektoreid, nagu sahharoos ja trehaloos, ei suuda rakkudesse tungida, kuid võivad kaitsta rakku väljastpoolt, moodustades stabiilseid komplekse biomolekulidega ja takistades vee väljavoolu. Krüoprotektoreid kasutatakse laialdaselt meditsiinis, teadusuuringutes ja viljakusravi valdkonnas, näiteks sperma, munarakkude ja embrüote säilitamisel.