Если защитное действие глицерина на эритроциты в процессе их замораживания и оттаивания объясняется лишь коллигативными свойствами растворов, то подобное действие должны оказывать и другие нейтральные растворенные вещества.
Лавлок испытывал защитное действие 15 растворимых веществ, в том числе одно-, двух — и многоатомных спиртов, моно — и дисахаридов, а также амидов. Оказалось, что одни вещества, в том числе этиленгликоль и диэтиленгликоль в надлежащих концентрациях, защищали эритроциты человека от гемолиза после замораживания при любой температуре между —3 и —80° и последующего оттаивания. Другие вещества, такие, как метанол, этанол, ацетамид, формамид и пропиленгликоль, защищали клетки, замороженные при температурах от 0 до —30° или —40°, но не ниже. Все эти вещества быстро проникали в клетки. Вещества первой группы даже в высоких концентрациях при 0° не оказывали токсического действия. Вещества второй группы в высоких концентрациях при температурах выше 0° вызывали гемолиз незамороженных эритроцитов. Возможно, гемолиз в пробах, охлажденных до температуры ниже —30 или —40°, объясняется повышением концентрации нейтральных растворенных веществ второй группы до критического уровня. В третью группу входили такие вещества, как глюкоза, эритрит и ксилоза, которые не полностью защищали эритроциты от повреждения во время замораживания при любой температуре. Эритроциты были лишь частично проницаемы для веществ этой группы. Вещества четвертой группы, к которой относились сахароза и полиэтиленгликоль, совсем не защищали (или защищали в очень малой степени) эритроциты от повреждений во время замораживания при различных температурах. Эритроциты были для них совершенно непроницаемы.
Лавлок пришел к выводу, что защитный агент, действующий в качестве буфера для солей при замораживании эритроцитов, должен хорошо растворяться в водных солевых растворах при температурах между +40 и —40°. Он должен легко и быстро проникать в клетки и иметь небольшой молекулярный вес. Кроме того, он не должен оказывать токсическое действие на клетки или вызывать у них повреждения даже при высокой его концентрации в суспензионной среде. Наконец, им не может быть вещество, обычно используемое для приготовления физиологических сред.
Из всех испытывавшихся Лавлоком веществ наиболее эффективным в отношении защиты эритроцитов человека оказался глицерин. Глицерин не предотвращает гемолиза бычьих эритроцитов во время их замораживания и оттаивания, по-видимому, по той причине, что он не проникает в них. Недавно Лавлок и Бишоп установили, что диметилсульфоксид легко проникает как в человеческие, так и в бычьи эритроциты. При концентрации 15% (по весу) он предотвращал наступление гемолиза во время охлаждения до любой температуры от 0 и до —79°, а также последующего оттаивания. Получены данные, показывающие, что молекулы диметилсульфоксида способны связывать молекулы воды с помощью водородных связей при любой температуре. Водные растворы диметилсульфоксида также способны переохлаждаться, но пока еще не известно, могут ли они переходить в стекловидное состояние. Нет оснований предполагать, что защитное действие этого вещества на живые клетки при низких температурах зависит от водородных связей. Наоборот, имеющиеся в нашем распоряжении данные позволяют думать, что такое действие обусловлено коллигативными свойствами вещества в растворе.
Эритроциты во многих отношениях отличаются от других клеток млекопитающих. Например, у них нет ядра и они не делятся. Трудно допустить, что в других клетках повреждения во время замораживания и оттаивания будут развиваться точно таким же образом, как и в эритроцитах, а защита от этих повреждений будет основана на тех же принципах. Лавлок полагал, что в некоторых случаях источником повреждений клеток могут быть изменения концентрации водородных ионов или таких веществ, как мочевина и антибиотики, происходящие во время вымерзания воды в плазме или сложных средах. Лизис может служить показателем повреждения только в случае эритроцитов, но не других клеток. Поэтому делались попытки оценивать действие концентрированных растворов солей и замораживания в присутствии и в отсутствие глицерина на подвижность сперматозоидов различных животных.