Dimetilsulfóxido (DMSO) é o crioprotetor permeável mais comumente utilizado na criopreservação celular, desempenhando um papel insubstituível e crítico no armazenamento de células a baixas temperaturas.
Mecanismos de Ação Principais:
1. Prevenção da formação de cristais de gelo (função principal)
Princípio-chave: Os cristais de gelo intracelulares podem perfurar as membranas celulares e as organelas, levando à morte celular. O DMSO protege as células ao diminuir o ponto de congelamento e reduzir a formação de cristais de gelo.
(1) Diminuição do ponto de congelamento: DMSOpenetra rapidamente na membrana celular, liga-se às moléculas de água e diminui o ponto de congelamento da solução intracelular.
(2) Inibição dos cristais de gelo: Reduz a formação de cristais de gelo durante o congelamento, impedindo que cristais afiados perfurem as membranas celulares e as organelas.
(3) Vitrificação: Promove a formação de um estado vítreo (um estado sólido não cristalino) na água a baixas temperaturas, mitigando assim os danos físicos.
2. Manutenção do equilíbrio osmótico
(1) Substituindo a água: DMSOsubstitui parcialmente a água intracelular, reduzindo as mudanças drásticas de volume causadas pela desidratação celular durante o congelamento.
(2) Tamponando a pressão osmótica: Atua sinergicamente com outros componentes do meio (como soro fetal bovino) para amortecer o choque osmótico durante o processo de congelamento e descongelamento.
(3) Prevenindo encolhimento/inchaço: Impede que as células encolham ou inchem e se rompam devido ao desequilíbrio osmótico.
3. Proteção das membranas celulares e estruturas proteicas
(1) Estabilizando as membranas celulares: Interage com os lipídios da membrana para formar uma estrutura estável de bicamada lipídica, prevenindo a ruptura da membrana causada pela redução da fluidez em baixas temperaturas.
(2) Prevenindo a desnaturação de proteínas: Reduz a desnaturação de proteínas causada pelo aumento das concentrações de eletrólitos e mudanças de pH durante o congelamento.
(3) Efeito antioxidante: Possui propriedades antioxidantes, eliminando ou reduzindo as espécies reativas de oxigênio (ROS) geradas durante o processo de congelamento.
4. Aumento da concentração de íons intracelulares
(1) Aumentando a viscosidade: Aumenta a viscosidade da solução intracelular, reduzindo a mobilidade das moléculas de água.
(2) Retardar o processo de congelamento: Retarda o processo de congelamento, permitindo que as células tenham mais tempo para se adaptar ao ambiente de baixa temperatura.
(3) Reduzir danos: Minimiza a formação de cristais de gelo intracelulares, reduzindo assim os danos celulares.
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