СОБСТВЕННЫЕ ЧАСТОТЫ КОЛЕБАНИЙ ДОМЕНА ЛИПИДНОГО БИСЛОЯ ЦИТОПЛАЗМАТИЧЕСКОЙ МЕМБРАНЫ
Грачев В. И.
Институт радиотехники и электроники РАН, 103907 Москва
В настоящей работе предлагаются
оценки собственных частот цитомембраны, связанные с физическим
состоянием ее липидного бислоя. Используется развитая ранее модель
липидного бислоя, в которой домены принимаются кристаллическими,
если диполи внутреннего монослоя имеют наклон, равный одинаковому
и устойчивому наклону диполей внешнего, и жидкими, если этот наклон
мал. Диполи обоих монослоев кристаллического домена колеблются
около своих равновесных направлений в плоскости перпендикулярного
сечения мембраны: либо в одном направлении, когда угол между ними
не меняется, либо в противоположных направлениях - при изменении
этого угла (и толщины мембраны). Моделью собственных колебаний
плоского домена в среде электролита могут служить колебания вдоль
вертикальной оси системы с сосредоточенными параметрами из трех
тел - массы слоя диполей внешнего монослоя и присоединенной массы
межклеточной жидкости, массы слоя жирных хвостов обоих монослоев
и массы слоя диполей внутреннего монослоя с учетом как адсорбированого
на кристаллических доменах гемоглобина, так и присоединенной массы
цитоплазмы. Движение слоев в гармоническом приближении свободных
осцилляторов описывается системой уравнений, из которой, получены
частоты двух основных мод колебаний домена. Численное значение
величины коэффициента жесткости оценено из зависимости энергии
дипольной головки от угла ее наклона с учетом всех липидов домена.
Области устойчивости кристаллического и жидкого состояний
на этой зависимости
аппроксимированы параболами, откуда получены значения коэффициентов
жесткости для кристаллического и жидкого доменов. Для высокочастотной
составляющей спектра собственных частот кристаллического домена
получена оценка в интервале от 42 до 104 ГГц, для низкочастотной
- в интервале от 18 до 37 ГГц. Для собственных частот жидкого
домена аналогичные оценки дают значения в 1,5-2 раза меньшие.
Поэтому следует ожидать поглощения цитомембраной радиоволн соответствующего
диапазона, что подтверждается использованием в медицине облучения
тканей и организма в целом на эмпирически найденных частотах порядка
42 ГГц.