34. Методы дезинтеграции клеток: физические, химические и энзиматические

Под дезинтеграцией (деструкцией) клеток понимают процесс необратимого нарушения анатомической целостности клеток. С практической точки зрения необходимым и достаточным является разрыв клеточной оболочки, который может быть вызван различными повреждающими факторами - физическими, механическими, химическими, энзиматическими, биологическими. В природных условиях дезинтеграция клеток и клеточных систем вызывается внутриклеточными (внутренними) и внешними причинами. К внутренним причинам можно отнести факторы генетической природы. К различным внешним воздействиям можно отнести физические, физико-химические, химические и биологические факторы. Вызванную действием внутренних факторов дезинтеграцию обычно определяют как естественную. Наряду с естественной дезинтеграцией бывает искусственная (насильственная) дезинтеграция. Последняя целенаправленно применяется человеком и часто используется в научной и производственной деятельности. При этом основной задачей дезинтеграции является извлечение функционально активных структур и биополимеров. В настоящее время можно определить три направления практического применения методов искусственной дезинтеграции клеточных систем:

1. Дезинтеграция биомассы (животной, растительной, микробной) для производства продуктов пищевого, кормового и технического назначения. (Биомасса подвергается комплексному внеклеточному дезинтегрирующему разрушению (механическому, химическому и энзиматическому), а затем продукты распада (дезинтеграты) используются для биосинтеза).

2. Дезинтеграция как способ стерилизации и инактивации живых систем. (Второе направление применяет методы направленные на тотальное уничтожение или полное, желательно необратимое, прекращение жизнедеятельности вредных и болезнетворных микроорганизмов. Они могут применяться для консервации и хранения продуктов, для обеззараживания различных сред и материалов).

3. Дезинтеграция как инструмент для направленного разрушения клеток и клеточных систем в научной деятельности. Первое и второе направление традиционны.

Физические методы Наиболее популярными физическими и механическими методами являются: баллистические, гидро- и криоэкструзионные, ультразвуковые, декомпрессионные.

Химические и энзиматические методы Нейтральные соли, органические соединения, хелатные агенты, детергенты и др. способны повреждать и при некоторых условиях разрушать оболочку микробной клетки. В основе данного метода лежат различные механизмы нарушения межмолекулярной и химической связи между структурными элементами клеточной стенки. Обработку клеток химическими реагентами используют как подготовительный этап, предшествующий энзиматической дезинтеграции. Для энзиматической дезинтеграции используют широкий набор ферментов и ферментных комплексов бактериологического, миколитического и дрожжелитического действий. Причем энзиматическая дезинтеграции нашла особое широкое применение в научных исследованиях, где её используют для холодного выделения малоустойчивых субклеточных структур, изучения особенностей строения и состава клеточных стенок, исследования путей и механизмов их биосинтеза и регенера- ции. Особенно перспективным является применение иммобилизованных литических ферментов.