A SPERMA KRIIOBIOLÓGIA ALAPJAI SEMEN BANKOKHOZ Asebir Magazine
Cikkek
A SPERMA KRIIOBIOLÓGIA ALAPJAI SEMEN BANKOKHOZ
Ana Fernández 1, Maria del Carmen Gonzalvo 1 Ana Clavero 1, Rafael Ruiz de Assín 1, Sandra Zamora 1, María Roldán 1, Belén Rabelo 1, Juan Pablo Ramírez 2.3 Alberto Yoldi 2, José Antonio Castilla 1,2,3
1 Emberi reprodukciós egység, „Virgen de las Nieves” Egyetemi Kórház, Granada.
2 CEIFER Semen Bank, Granada.
3 Külső minőség-ellenőrzési program a Szaporodási Biológia Tanulmányozásáért Egyesület (ASEBIR) szaporodási laboratóriumához, Madrid.
Megjelent a magazinban 2009. június 14.
Absztrakt: A spermiumoknak különleges jellemzői vannak a fagyasztásra, ebben a munkában ezeket a jellemzőket és a spermiumok túlélésre gyakorolt hatását elemezzük a spermabankokban. Ezek között vannak a fagyasztandó sejttípusra jellemző tényezők és a fagyasztási protokolltól függő tényezők. Az előbbiek között beszélhetünk a sejtek méretéről és permeabilitásáról, az utóbbiak között pedig megtalálhatjuk a fagyásgörbét és a krioprotektorok hozzáadását.
A fagyásgörbe a fagyásra (hideg sokk, jegesedés és olvadás) adott sejtreakcióra utal, amely krioindukált elváltozásokat okozhat, például sejten belüli jégképződést, ozmotikus stresszt vagy újrakristályosodást. E károsodások elkerülése érdekében minden protokoll alapvető részként leírja a krioprotektív szerek függőségét, amelyek előnyösek a sejtek túlélése szempontjából, bár tartalmaznak olyan káros szempontokat is, mint például toxicitásuk. Végül elemezzük a sperma vitrifikációjának alapjait és szerepét a spermabankokban.
Kulcsszavak: spermabank, kriobiológia, vitrifikáció
A SPERMA BANKOKRA ALKALMAZOTT SPERMA KRIOBIOLÓGIA ALAPJAI
Összegzés: A spermiumoknak különleges fagyási jellemzői vannak, ezeket a jellemzőket és a spermium bankokra alkalmazott spermatikus túlélésre gyakorolt hatásokat elemezzük ebben a munkában. Közülük különös fagyasztási tényezőket találunk a sejttípustól és a fagyási protokolltól függően. Ezek közül a mérettel és a sejtek permeabilitásával kezdjük, másodszor pedig megnézzük a fagyásgörbét és a krioprotektorok hozzáadását.
A fagyásgörbe a fagadásra adott reakcióra (hideg sokk, jégképződés és olvadás) utal, amely olyan krioinérüléseket válthat ki, mint például az intracelluláris jégképződés, az ozmotikus stressz vagy az újrakristályosodás. E károsodások elkerülése érdekében az összes protokoll alapvető intézkedésként leírja a krioprotektorok hozzáadását, amelyek a sejt túlélése szempontjából előnyösek, bár toxicitásuk miatt káros szempontokat is okoznak. Végül elemezzük a spermiumok vitrifikációjának alapjait és szerepét a spermabankokban.
Kulcsszavak: spermabank, kriobiológia, vitrifikáció
BEVEZETÉS
A spermium krioprezerválásának fő célja életképességének és funkcionalitásának fenntartása alacsony hőmérsékleten, hosszú ideig. A mélytartósított sejteket -196 ° C-on, folyékony nitrogénben tároljuk. Ezen a hőmérsékleten nincsenek sem diffúziós jelenségek, sem elegendő hőenergia a kémiai reakciók végrehajtásához. Ezért a fagyasztás nehézségei nem alacsony hőmérsékleten tartásból, hanem hűtési és fűtési folyamatokból fakadnak.
Ezen folyamatok során a sejtek vizes oldatban szuszpenzióban vannak. Az említett oldat olyan kolligatív tulajdonságokkal rendelkezik, amelyek alapvetően a benne lévő molekulák számától és nem a természetüktől függenek. Így oldott anyag hozzáadása az oldathoz csökkenti a fagyáspontot (krioszkópos pont) és a gőznyomást, emeli az ozmotikus nyomást és a forráspontot. Az ozmózis a víz mozgása az oldott anyag alacsony koncentrációjú oldatából az oldott anyag magas koncentrációjú oldatába és az ozmotikus nyomáshoz vezet. Ezeket a tulajdonságokat szem előtt kell tartani, amikor a fagyasztási folyamat során a hőmérséklet csökken, az extracelluláris közegben jég kezd kialakulni, mivel a jég részét képező víz nem tartalmazza az oldott oldott anyagokat, növelve ezek koncentrációját az extracelluláris közegben (hiperoszmotikus) és ennek kolligatív tulajdonságainak módosítása.
E folyamatok során a sejtek ozmométerként viselkednek, térfogatukat változtatva reagálnak az extracelluláris ozmotikus változásokra, így a sejtek elveszítik vagy elkapják a vizet attól függően, hogy hiper- vagy hipo-ozmotikus extracelluláris közegnek vannak-e kitéve; a víz és a krioprotektorok mozgását a sejthártyán a krioprezerválás során különféle biofizikai paraméterek szabályozzák, amelyeket meg kell határozni az egyes sejttípusokhoz, különböző hőmérsékleteken, és végül felelősek lesznek a sejtek károsodásáért.
A SZÁLLÍTÁS ÁLTALÁNOS FOGALMAI FAGYASZTÁS ÉS JELEN LEOLGASZTÁS ALATT
Példaként a cellát "zacskónak" tekinthetjük, amely fagyasztó közegbe (extracelluláris közegbe) merített sóoldattal van megtöltve. A zsákburkolatnak, vagyis a sejtmembránnak féláteresztő membrán tulajdonságai lesznek.
A membrán viselkedését meghatározó két fő jellemző: méret és permeabilitás.
MÉRET
Ez a membránterület áll rendelkezésre a víz cseréjére a külső környezettel.
ÁTERESZTŐKÉPESSÉG.
Ez a paraméter határozza meg, hogy a víz mennyire könnyedén juthat át a membránon a koncentrációgradiens mellett. A sejtmembrán permeabilitását olyan törvény szabályozza, amely tükrözi azt az empirikus tényt, hogy minél alacsonyabb a rendszer hőmérséklete, annál alacsonyabb a membrán permeabilitása. Ily módon a sejtmembrán elveszíti féligáteresztő jellegét, hogy átjárhatatlanná váljon, egy bizonyos kritikus hőmérséklet alatt. Amikor a rendszert e kritikus hőmérséklet alá hűtjük, a dehidratációs folyamat leáll, ez az intracelluláris jégképződés valószínűségének növekedését jelenti. A laboratóriumi kísérletek azt mutatják, hogy a sejtmembrán áteresztőképessége a rendszer hőmérsékletének függvényében változik az extracelluláris közegben lévő oldott anyag koncentrációjától is.