Криобиология

Криобиоло́гия (от греч. κρύος — «холод», bios — «жизнь» и logos — «наука») — раздел биологии, предметом изучения которого является воздействие низких температур на различные биологические процессы, отдельные части живых организмов либо организмы в целом.

Направления исследованийПравить

 
П. И. Бахметьев, один из осново­полож­ников крио­биологии

Научные основы криобиологии были заложены в конце XIX века П. И. Бахметьевым[1] (1860—1913) — выдающимся русским учёным, изучавшим переохлаждение и анабиоз у насекомых и летучих мышей. Большой вклад в криобиологию внесли французский физиолог растений П. Беккерель[d](1879—1955) и австрийский учёный Г. Рам, которые установили, что многие микроорганизмы, беспозвоночные животные (например, тихоходки), а также споры и семена растений могут переносить охлаждение, близкое к абсолютному нулю. Также ими было показано, что и некоторые растения и высокоорганизованные животные (например, гусеницы) могут пережить такое охлаждение[2].

Одной из задач современной криобиологии является изучение устойчивости микроорганизмов, растений и животных (как в целом, так и отдельных клеток, тканей и органов) к воздействию холода, переохлаждению и замерзанию (в частности — вопросы холодостойкости и морозостойкости растений) и разработка методов их защиты и адаптации (в том числе разработку методов закаливания растений)[1].

 
Генетический материал домашних животных, хранящийся в жидком азоте в генном банке Министерства сельского хозяйства США

Другие задачи криобиологии связаны с изучением механизмов спячки и анабиоза, установлением минимальных температур, при которых может существовать жизнь, а также разработкой методов криоконсервации[1] клеток, тканей, гамет и эмбрионов животного и человеческого происхождения для длительного сохранения в медицинских целях (для этих целей требуются специальные вещества, защищающие клетки во время замораживания и размораживания, — криопротекторы). Среди других задач — сохранение органов в гипотермических условиях для трансплантации, лиофилизация фармацевтических препаратов.

Одним из перспективных направлений в криобиологии является криохирургия — отрасль медицины, основным метод лечения в которой является низкотемпературное воздействие на очаги болезни. Глубоко охлаждённые участки патологически изменённых тканей человеческого организма (например, злокачественные опухоли) подвергаются разрушению — криогенной деструкции[3].

На практике, в рамках криобиологии занимаются исследованиями биологических объектов или систем при температурах ниже нормальных. Температурный рабочий диапазон в криобиологии начинается от умеренно низких (близких к 0 °C) и заканчивается температурами, близкими к абсолютному нулю[1].

Проблемам криобиологии посвящены специальные журналы, регулярно организуются международные симпозиумы и конференции криобиологов[2]. Результаты криобиологических исследований находят своё применение в решении задач по длительному сохранению растений, клеточных культур, эмбрионов при ЭКО, икры редких рыб и т. п.

См. такжеПравить

ПримечанияПравить

  1. 1 2 3 4 Гахова, 2010.
  2. 1 2 Лозина-Лозинский, 1973.
  3. Шалимов С. А. и др. Криохирургические методы лечения неоперабельных опухолей органов брюшной полости // Здоровье Украины : газета. — 2003. — № 74: Общетерапевтический номер (июль).

ЛитератураПравить

СсылкиПравить

  • Muldrew K., McGann L. E. Contents : [англ.] // Cryobiology — A Short Course. — University of Calgary, Alberta, Canada, 1999. — 25 September. — Дата обращения: 21.09.2020.
  • Wolfe J., Bryant G.. Cryobiology and anhydrobiology of cells // The University of New South Wales, 2004. (англ.)