Überlebensfähigkeit von kryokonservierten ... - Dragon IVF

2.4 Kryoprotektiva - Aufgabe und Wirkung
Um ein Überleben der eingefrorenen Zellen zu erreichen, ist das Vorhanden-
sein von Gefrierschutzmitteln (Kryoprotektiva) von entscheidender Bedeutung.
Die Gefrierschutzmittel werden in penetrierende, in die Zelle hineingelangende,
und nicht penetrierende, im extrazellulären Raum verbleibende (DOEBBLER,
1966; MERYMAN, 1971; McGANN, 1978; LEIBO, 1981) unterteilt.
Trotz intensiver Forschung besteht noch keine ganz gesicherte, genaue Infor-
mation über die Wirkungsweise der Kryoprotektiva (FAHY, 1986) Es sind aller-
dings einige Schutzmechanismen und -wirkungen in der Diskussion. Als relativ
wahrscheinlich sind die im Folgenden kurz genannten Wirkungen und Mecha-
nismen anzunehmen.
Durch den Einsatz von Kryoprotektiva wird eine Verringerung der Temperatur
erreicht, bei der die intrazelluläre Eisbildung einsetzt. Außerdem scheinen sie
die Zellmembranen zu stabilisieren, indem sie Schäden durch intrazelluläre
Kristallbildung sowie Lösungseffekte vermindern (NIEMANN, 1983).
SMITH et al. (1951) vermuteten, dass eine Zugabe von Gefrierschutzmitteln
dazu führt, dass vermehrt kleine und weniger große, schädigende Eiskristalle
gebildet werden. Durch die Wasserbindungsfähigkeit der Kryoprotektiva wird
analog der osmolytischen Gegebenheiten eine Verdünnung der Elektrolytkon-
zentration in der extrazellulären Flüssigkeit erreicht (MAZUR, 1970; FARRANT
& MORRIS, 1973), die eine verlangsamte Dehydrierung der Zellen zur Folge
hat. Das bedeutet, dass Zellschäden verursachende Vorgänge langsamer ab-
laufen und extra- und intrazelluläre Ionenkonzentrationen erst ab deutlich tiefe-
ren Temperaturen, und damit zu einem für die Zellen weniger kritischen Zeit-
punkt, auf schädigende Werte ansteigen (LOVELOCK, 1954; LEIBO, 1977;
MERYMAN et al., 1977; LEIBO & MAZUR, 1978; LEHN-JENSEN, 1981;
FRIEDLER et al., 1988). WHITTINGHAM konstatierte 1980, dass Kryoprotekti-
va zwar die Bildung intrazellulären Eises in den Zellen nicht vollständig verhin-
dern, wohl aber schädigende Effekte, verursacht durch zu hohe Ionenkon-
zentrationen, mildern können.
Im Vergleich zu Medien, die keine Kryoprotektiva enthalten, bewirken die penet-
rierenden und nicht penetrierenden Inhaltsstoffe der Kryoprotektiva während
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