B. Un antigel crée par l'Homme : le glycérol

Comme nous avons pu le constater précédemment, le problème principal qui survient lors de la congélation au sein d’une cellule est la formation de cristaux de glace qui pourraient l’abîmer. Nous rappelons que ce phénomène a lieu puisque, lorsque l’eau se solidifie, ses molécules s’organisent en cristaux. Pour empêcher leur formation, nous pouvons utiliser une substance antigel dite cryoprotectante qui, mélangée à l’eau, abaisse son point de solidification.

Mais comment se fait-il que le glycérol bloque la cristallisation de l’eau ?

Nous pouvons répondre à cette question en citant le principe du sel. Effectivement le glycérol se comporte de la même manière.

Molécules d’eau à température ambiante

Lorsque les molécules d’eau vont commencer à s’organiser en cristaux, comme le montre l’image suivante :

Les molécules cryoprotectantes vont s’intercaler entre les molécules d’eau de telle sorte qu’elles ne puissent pas se relier et former des cristaux.

Image illustrant le principe cité auparavant

Cependant, il faut rappeler que nous ne pouvons pas appliquer ces antigels directement aux cellules car il sont nocifs pour ces dernières lorsqu'elles se trouvent à température ambiente.

Nous avons décidé de tester nous-mêmes l’efficacité de l’une de ces substances : le glycérol, qui est facilement trouvable et n’est pas toxique. Nous avons donc réalisé deux expériences : l’une avec des cellules buccales et l’autre avec des feuilles de troène.

Comme pour l'expérience réalisée avec le sel, nous avons passé un de nos doigts dans notre bouche pour prélever des cellules que nous avons ensuite transposé sur une lame. Puis nous avons ajouté quelques gouttes d’eau distillée avec trois concentrations en glycérol différentes. Nous avons ainsi obtenu des lames différentes avec les concentrations en glycérol suivantes:

- 0% de glycérol, cette lame va nous servir de témoin

- 30% de glycérol

- 100% de glycérol

Pour chaque concentration nous avons fait trois exemplaires, nous avions donc 9 lames au total. Nous avons ensuite placé une lamelle sur chaque lame pour protéger nos échantillons. Puis, nous les avons placés au congélateur à une température de -18°C pour un temps de 17 heures environ.

Nous avons donc prélevé les lames du congélateur et nous les avons observées une par une en prenant des photographies de ce que nous avions vu pour exploiter au mieux nos résultats.

Voici le bilan obtenu:

Nous pouvons remarquer que, plus la concentration en glycérol est élevée, plus le nombre de cellules vivantes est élevé. En effet, nous notons une augmentation de 16% du taux de cellules vivantes lorsque nous passons d'une concentration de glycérol de 0% à 100%. Cependant, le taux de cellules vivantes n'atteint pas 50%. Nous pouvons expliquer ce fait car nous savons qu'à température ambiante le glycérol endommage les cellules, il fallait donc que nous prélevions les cellules rapidement lors de la décongélation. Pour cela nous avons fait une deuxième  expérience avec une feuille de troène qui nous a permis de prélever notre échantillon tout de suite après l'avoir retiré du congélateur.

Nous avons procédé de la manière suivante :

Nous avons versé à l'aide d'une pipette graduée 15 mL de glycérol, dans un bécher de 100 mL. Puis nous avons rajouté 35 mL d'eau distillée. Nous avons donc obtenu une solution de 50 mL avec 30% de glycérol.

Nous avons introduit une feuille troène dans la solution obtenue précédemment que nous avons ensuite placée dans un congélateur à -18°C. Nous avons retiré la solution après 17 heures environ.

Tout d’abord nous avons remarqué que la solution était liquide, l'antigel a donc bien agi puisque l'eau n'a pas gelé. Nous avons ensuite prélevé la feuille de troène que nous avons observé au microscope.

En conclusion, nous remarquons que cette fois-ci le nombre de cellules vivantes a dépassé le 50% ; il atteint effectivement 58%.

En empêchant la cristallisation de l'eau, nous avons réussi à conserver en partie les cellules de troène.

Nous avons donc réussi à surmonter en partie les contraintes rencontrées auparavant même si nos conditions de travail n'étaient pas des plus adaptées car il nous manquait du matériel spécifique.

Pour cela nous nous sommes informées pour assister au travail qui suit dans la partie suivante...