Sóng nang và tính trội của nang: Trứng rụng từ
2.9.1 Cơ chế đông lạnh phô
Khi hạ nhiệt độ, lúc xuất hiện tinh thể nước đầu tiên là bắt đầu thay đổi giai đoạn đông băng. Điều này chỉ có thể xảy ra khi nhiệt độ thấp hơn hoặc bằng độ hạ băng điểm của dung dịch. Theo định luật Loi Raoult, độ hạ băng điểm của dung dịch phụ thuộc vào nồng độ các chất hoà tan.
Bên trong tế bào chứa hơn 80% nước, nồng độ nước này cao hơn bên ngoài tế bào. Vì vậy, sự thay đổi giai đoạn đông lạnh nội bào xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ bên ngoài. Trong quá trình đông lạnh, những tinh thể
nước được tạo thành trước tiên ở môi trường bên ngoài tế bào, làm tăng nồng độ chất hoà tan nhanh chóng. Đáp lại với sự tăng áp suất thẩm thấu này, nước sẽ đi ra ngoài tế bào, làm giảm thể tích tế bào. Mức độ mất nước tế bào phụ
thuộc vào tốc độ đông lạnh (hạ nhiệt nhanh hay chậm), tốc độ này phải ở trên tốc độ giới hạn, mà tốc độ giới hạn lại thay đổi theo loại tế bào, khả năng tạo băng đá nội bào tăng lên cũng gây ra những tổn hại tế bào do đông lạnh hay giải đông. Tốc độ đông lạnh ở dưới tốc độ giới hạn thì sự sống của tế bào gắn liền với sự biến đổi các tính chất của dung dịch, trong đó nồng độ các chất hoà tan cũng đồng thời tăng lên ở bên ngoài tế bào. Trong môi trường huyền phù (vừa lỏng vừa tinh thể) nước tạo thành băng đá một cách từ từ và bên trong tế bào sẽ mất nước để duy trì sự cân bằng áp suất thẩm thấu với bên ngoài tế bào. Như vậy, sự hiện diện của tinh thể nước đá nội bào và những hiệu ứng của dung dịch là hai yếu tố chủ yếu chuyển biến theo tốc độ đông lạnh để quyết định khả năng sống sót của tế bào.
Những hiện tượng vật lý chính xảy ra trong quá trình đông lạnh tế bào như sau: khi nhiệt độ hạ xuống -5oC, tế bào và môi trường xung quanh nó vẫn chưa đóng băng bởi vì nhiệt độ lạnh chưa tạo đá (supercooling) và vì sự giảm điểm đông do sự có mặt của chất bảo vệ lạnh. Tinh thể sẽ hình thành ở bên ngoài tế bào ở nhiệt độ -5oC (do ngẫu nhiên hay do tạo mầm nước – seeding), nhưng các chất bên trong tế bào vẫn chưa đông lạnh và nhiệt độ chưa tạo đá, có thể màng tế bào trứng ngăn cản sự lan rộng tinh thể nước vào trong tế bào chất. Theo định nghĩa, nước ở nhiệt độ lạnh chưa tạo đá bên trong tế bào có nồng độ hoá học cao hơn so với nước trong dung dịch được đông lạnh một phần bên ngoài tế bào, và đáp lại sự chênh lệch này nước sẽ đi ra ngoài tế bào và đông lạnh bên ngoài tế bào.
Các hiện tượng vật lý xảy ra tiếp theo bên trong tế bào phụ thuộc vào tốc độ làm lạnh. Nếu nhiệt độ giảm chậm, tế bào có khả năng mất nước nhanh do ngoại thẩm thấu làm tăng nồng độ các chất nội bào đủ để loại bỏ nhiệt độ
lạnh chưa tạo đá và duy trì tiềm năng các chất hoá học nội bào cân bằng với tiềm năng các chất hoá học ngoại bào. Kết quả là tế bào mất nước và không đông lạnh bên trong tế bào. Nhưng nếu tế bào được đông lạnh quá nhanh, nó
không có khả năng mất nước nhanh để duy trì cân bằng và vì vậy nhiệt độ
lạnh chưa tạo đá tăng lên cuối cùng đạt được sự cân bằng bằng việc đông lạnh nội bào.
Ở các loài động vật có vú, tuy đã có những phương pháp đông lạnh và giải đông thích hợp với phôi của mỗi loài, nhưng chúng đều phải chịu đựng những thay đổi như: sự bổ sung chất bảo vệ lạnh sinh học trong quá trình đông lạnh phôi còn gọi là chất bảo vệ sinh học lạnh và phân tách chúng ra trong quá trình giải đông, sự thay đổi về giai đoạn của môi trường ở nhiệt độ
tạo tinh thể nước đá bằng cảm ứng, tốc độ đông lạnh, sự mất nước trong quá trình đông lạnh.