Effets de la congélation

[invitea734ad88]

bonjour, j'aurais voulu savoir quels sont les effets de la congélation à l'échelle cellulaire??? merci
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[inviteab3dfe49]

tu devrais demander ca dans le forum biologie ils doivent etre plus au courant eux

[invite4793db90]

tu devrais demander ca dans le forum biologie ils doivent etre plus au courant eux

En effet: je viens de déplacer le fil.

Cordialement.

[invitee8b3f97e]

Salut !

Un des premiers effets, et qui conditionne en grande partie l'effet léthal de la congélation est l'éclatement des cellules. Sous l'effet du froid, l'eau présente dans le cytoplasme des cellules gèle. La glace prenant plus de place que l'eau liquide, la cellule éclate.

Le froid a aussi un effet sur la plasticité des membranes plasmiques. Les bicouches lipidiques se rigidifient sous l'effet du froid : leur perméabilité et leur résistance diminuent.

Les réactions biochimiques possèdent des températures optimales : le temps de réaction s'exprime en général en fonction de la température. Si la température baisse, la réaction devient très longue. Dans le cas d'une congélation la plupart des réactions sont quasiment arrêtées.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite9e05fb01]

Salut !

Un des premiers effets, et qui conditionne en grande partie l'effet léthal de la congélation est l'éclatement des cellules. Sous l'effet du froid, l'eau présente dans le cytoplasme des cellules gèle. La glace prenant plus de place que l'eau liquide, la cellule éclate.

Le froid a aussi un effet sur la plasticité des membranes plasmiques. Les bicouches lipidiques se rigidifient sous l'effet du froid : leur perméabilité et leur résistance diminuent.

Les réactions biochimiques possèdent des températures optimales : le temps de réaction s'exprime en général en fonction de la température. Si la température baisse, la réaction devient très longue. Dans le cas d'une congélation la plupart des réactions sont quasiment arrêtées.

La vitesse de congélation joue également un rôle important. Un refroidissement lent engendre des cristaux de glace de grandes dimensions et les ravages sont irréversibles sur la structure des cellules.
Une réfrigération brutale, par exemple en plongeant l'échantillon dans l'azote liquide les cristaux sont microscopiques et c'est la raison pour laquelle des cellules comme les spermatozoïdes supportent la congélation sans être détruits.
Il est aussi instructif d'étudier les effets de la congélation sur les cellules végétales. Certaines plantes supportent la congélation sans en mourir. celà est du à la présence de certains sels dans leur sève.

[invitea75bdba4]

Salut,

je crois aussi que certaines bactéries peuvent resister à des températures extrémes (-50 °C) en utilisant des composés (cryoprotectants) qu'elle synthétise elles-mêmes.

[invitee8b3f97e]

Salut !

Je vais chippoter un peu. Quand on refroidit rapidement des cellules de manière à éviter leur éclatement, ca s'appelle de la surgélation, plus de la congélation Mais effectivement l'eau ne forme pas de gros cristaux (phénomène de surfusion il me semble) et la structure cellulaire est conservée. C'est le mode de conservation dese aliments "surgelés".

Certaines bactéries résistent très bien au froid, même intense. Mais elles ne peuvent que survivre, et en général pas se développer à de faibles températures. A -20°C (dans un congélateur) rien ne pousse, mais beaucoup de choses survivent. Dans nos labos on conserve les souches bactériennes à -80°C. On utilise un mélange de glycérol qui évite l'éclatement des cellules.

[invite9e6bc039]

Salut !

Dans nos labos on conserve les souches bactériennes à -80°C. On utilise un mélange de glycérol qui évite l'éclatement des cellules.

On peut également conserver des vers entiers vivants à -80

C'est solide ces p'tites bêtes

[invitec314d025]

J'ai aussi entendu parler d'un crapaud qui se laissait congeler (ou presque) l'hiver. Quelqu'un connait ?

[invite153e7487]

J'ai aussi entendu parler d'un crapaud qui se laissait congeler (ou presque) l'hiver. Quelqu'un connait ?

Des chercheurs ont découvert en 1995 la présence dans l'intestin d'une grenouille (Rana sylvatica) de bactéries nucléatrices (capables, grâce à une protéine de nucléation (INP) de catalyser la nucléation (=formation de "noyaux glaçogènes" conduisant à la cristallisation) de l'eau à haute température, comme -2°C.

Dans cette grenouille, les bactéries (comme presque la majorité (nombre, distribution) des bactéries nucléatrices découvertes) sont du genre Pseudomonas et Enterobacter (il y a aussi Erwinia (qui a du changer de nom il me semble, récemment) et Xanthomonas).

Si c'est pas clair, demandez

[invite153e7487]

ah autre chose d'intéressant au passage!
ce sont les mêmes bactéries nucléatrices (représentées par leur chef de file, Pseudomonas syringae) qui servent à produire la neige artificielle

[invitef13c5f36]

Bonjour,

Nous sommes en Premiere S et donc nous avons un TPE à faire.
Notre sujet concerne la membrane des bulles de savon et la membrane des cellules.
Nous n'avons pas compris ; une cellule gelée assez rapidement a plus de chance de rester intacte ?? cela voudrait-t-il dire qu'une cellule éclate lorsqu'on la congèle lentement ?
Merci d'avance

[invite831c802c]

Des chercheurs ont découvert en 1995 la présence dans l'intestin d'une grenouille (Rana sylvatica) de bactéries nucléatrices (capables, grâce à une protéine de nucléation (INP) de catalyser la nucléation (=formation de "noyaux glaçogènes" conduisant à la cristallisation) de l'eau à haute température, comme -2°C.

Dans cette grenouille, les bactéries (comme presque la majorité (nombre, distribution) des bactéries nucléatrices découvertes) sont du genre Pseudomonas et Enterobacter (il y a aussi Erwinia (qui a du changer de nom il me semble, récemment) et Xanthomonas).

Si c'est pas clair, demandez

J'ai lu quelque part que cette grenouille pouvait également se "congeler".
Je le met entre guillemet car elle avait un système de stockage d'amidon qui permettait aux cellules de cette grenouille de ne pas avoir l'eau du cytoplasme solidifié, la température interne des cellules étaient juste au dessus de 0°C.

Ses organes s'arrêtaient de fonctionner.

J'espère ne pas me tromper, l'article était en anglais et je suis nul en anglais ^^

[invite015cb473]

Salut,

Nous sommes en Premiere S et donc nous avons un TPE à faire.
Notre sujet concerne la membrane des bulles de savon et la membrane des cellules.
Nous n'avons pas compris ; une cellule gelée assez rapidement a plus de chance de rester intacte ?? cela voudrait-t-il dire qu'une cellule éclate lorsqu'on la congèle lentement ?

En fait, la congélation de cellules dans un but de conservation doit faire face à 2 difficultés.
La première c'est l'éclatement. Un refroidissement rapide crée des cristaux plus gros mais surtout qui cristallisent dans un système hexagonal plus délétère pour les cellules (notamment à cause de l'apparition de petites pointes qui "percent" les membranes). Le volume pris est plus grand et donc la cellule risque d'éclater. La solution serait donc une congélation plus lente.

La seconde, c'est la déshydratation. Lors d'une congélation lente, le milieu extérieur gèle en même temps que le milieu intracellulaire voire légèrement avant. Ainsi l'eau devient solide et la concentration en ions dans ce qui reste d'eau liquide augmente. Cette augmentation de pression osmotique est plus forte à l'extérieur qu'à l'intérieur et on a donc un mouvement d'eau liquide depuis la cellule vers le milieu extérieur. Ainsi la cellule qui n'est pas encore tout à fait congelée perd-t-elle toute l'eau liquide restante. Ainsi elle est déshydratée et il est beaucoup beaucoup plus difficile de récupérer une lignée apte à se multiplier à la décongélation.
La solution serait donc une congélation rapide.

Il faut donc trouver le juste milieu.
Pour cela, on modifie un peu le milieu de congélation. Avec des cryoprotecteurs comme le DMSO, on peut faire en sorte que le réseau d'eau cristalise différemment. Dans le cas du DMSO, l'eau devient solide mais dans un système cubique plutôt qu'hexagonal, ce qui est moins délétère pour la cellule. Son inconvénient est sa toxicité pour la cellule. La solution est donc une décongélation très très rapide pour déjà éviter les phénomènes de déshydratation sur le même modèle que lors de la congélation et puis pour obtenir rapidement un milieu liquide qu'on peut retirer tout de suite pour mettre un milieu de culture autour des cellules sans DMSO.

La différence est alors assez nette :
lors d'un test sur des cellules de lignée NB4, nous avions avec mon groupe de TIPE comparer 4 cas avec les mêmes conditions de congélation et de décongélation en terme de vitesse, de gradient et de méthode de congélation (vapeur d'azote liquide à -80°C). On vérifiait après décongélation l'intégrité des cellules avec du bleu Trypan, un colorant qui normalement ne rentre pas dans la cellule. Si la cellule est bleue, c'est qu'elle est a perdu l'intégrité de sa membrane cellulaire et qu'elle est morte.
Le premier avec uniquement le milieu de culture ordinaire (Sérum de Veau Foetal SVF) donnait à la fin 100% de cellules mortes.
Le second avec un mélange 10% de DMSO 90% de SVF ainsi qu'une décongélation lente donnait 30% de cellules mortes. Avec le même mélange mais une décongélation rapide (et c'était le protocole classique de cette unité de l'INSERM), on avait 25% de pertes. La décongélation rapide est donc un avantage.
Avec un mélange de 1% DMSO/99% SVF et décongélation rapide, on obtenait 20% de pertes.
Mais cette économie de DMSO n'était pas si profitable que ça (d'où le fait que l'INSERM ne l'utilisait pas) : en effet, quand on observe le temps de doublement de la population cellulaire juste après décongélation, on s'aperçoit que ce temps est plus élevé avec seulement 1% de DMSO. (3100 min pour doubler la population pour un mélange à 10%, 27300 min pour 1%) On finissait par obtenir une équivalence au bout de 10 jours et une convergence totale à 17 jours. Or les labos veulent pouvoir utiliser les lignées tout de suite, d'où l'intérêt de mettre 10% de DMSO dans le mélange.

Malheureusement, en regardant dans la bibliographie de mon rapport, j'ai trouvé quelques liens mais ils ont disparu depuis 2006. Il n'en reste qu'un susceptible de d'intéresser : http://www.tours.inra.fr/prc/interne...20cristallines
Les autres, je ne les ai malheureusement sauvegardés qu'en .doc.

Cordialement,
Ecthelion

[invite2335dc2a]

heu, tu pourrais me passer ces docs stp?

J'en aurais bien besoin !

J'ai réaliser une experience avec des cryoprotecteurs pénétrants et non penetrants avec la même vitesse de congelation assez lente.

merci!

[kristop]

Bonjour,

comment réconcilier ces 2 affirmations, celles de Sterfield (bon certes, c'était en 2005, mais les lois de la nature n'ont pas dû s'inverser depuis):

La vitesse de congélation joue également un rôle important. Un refroidissement lent engendre des cristaux de glace de grandes dimensions et les ravages sont irréversibles sur la structure des cellules.
Une réfrigération brutale, par exemple en plongeant l'échantillon dans l'azote liquide les cristaux sont microscopiques et c'est la raison pour laquelle des cellules comme les spermatozoïdes supportent la congélation sans être détruits.

et celle d'Ecthelion22 :

... Un refroidissement rapide crée des cristaux plus gros mais surtout qui cristallisent dans un système hexagonal plus délétère pour les cellules (notamment à cause de l'apparition de petites pointes qui "percent" les membranes). Le volume pris est plus grand et donc la cellule risque d'éclater. La solution serait donc une congélation plus lente.

Je ne m'y retrouve plus, y a-t-il une coquille quelque part ? Ou on ne parle pas de la même chose ? L'un parle de surgélation, et l'autre de congélation ? (mais même, les 2 assertions ont l'air incompatible, sauf si la notion de lente et rapide est différente entre les 2)

kristop

[myoper]

Rapide, cristaux plutot nombreux et petits.
http://cat.inist.fr/?aModele=afficheN&cpsidt=14050479
http://www.inra.fr/la_science_et_vou...les_techniques
http://books.google.fr/books?id=lyCj...age&q=&f=false

[kamor]

La différence entre congélation et surgélation tient à des abus de langage surtout.
La définition de surgélation est
"La surgélation est une technique industrielle qui consiste à refroidir brutalement (quelques minutes à une heure) des aliments en les exposant intensément à des températures allant de -35 °C à -196 °C. Grâce à ce procédé, l’eau contenue dans les cellules se cristallise finement limitant ainsi la destruction cellulaire" dixit wikipedia mais ils ont du la prendre d'ailleurs et elle correspond à la réalité.

Pour rester à l'échelle cellulaire, on peut aussi indiquer que les cellules vont modifier la composition de leur membrane en acides gras, pour que celle ci garde une certaine fluidité, qui est indispensable à l'activité de la cellule.

[invitee52671fb]

Bonjour à tous!
Moi aussi j'ai une question à poser (mais c'est plus ou moins en rapport avec la congélation des cellules...) !
Mais étant donné qu'on en parle, je voudrais savoir la conséquence de l'éclatement d'une cellule dans l'organisme.
Une personne m'a dit que ce n'était pas vraiment grave si une seule cellule éclatait, mais que ça deviendrait un problème si plusieurs éclataient.
Au contraire, une autre personne me disait que même l'éclatement d'une seule et unique cellule pouvait engendrer des catastrophes. Dans ce cas, je ne sais aplus trop à qui me référer.

Donc, je suis tombée par un fameux coup de chance sur cette discussion et j'ai décidé de poser ma question.

Merci en avance de vos futures réponses!

[myoper]

Bonjour et bienvenue.

Mais étant donné qu'on en parle, je voudrais savoir la conséquence de l'éclatement d'une cellule dans l'organisme.
Une personne m'a dit que ce n'était pas vraiment grave si une seule cellule éclatait, mais que ça deviendrait un problème si plusieurs éclataient.

Si on parle d'un organisme complexe qui comporte de très nombreuses cellules, ça n'a pas d'importance en effet: imaginez que tous tuiez une cellule de votre épiderme on autre (en fait, ça se produit à chaque instant: des cellules meurent): le reste des cellules assurent la fonction du tissus qui n'est pas à quelques éléments près.
Si vous avez un organisme de quelques cellules ou unicellulaire, par contre, c'est tout ou une grosse partie de l'organisme qui va éclater et dans ce cas...