ДИНАМИКА ФЛУКТУАЦИОННЫХ И ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИХ КОЛЕБАНИЙ ФОРМЫ ЭРИТРОЦИТА

Кононенко В. Л.
Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, 117977 Москва
Экспериментально и теоретически исследованы явления фликкера и вынужденных диэлектро-деформационных колебаний формы (ДДК) эритроцитов. Фликкер эритроцитов (ФЭ) представляет собой спонтанные низкочастотные изгибные колебания клеточной мембраны. ДДК формы возникают под действием высокочастотного электрического поля (1-2 МГц) с низкочастотной амплитудной модуляцией. Частотные спектры ФЭ и ДДК измерены для отдельных эритроцитов и для агрегатов типа монетных столбиков в диапазоне 0.03-500 Гц. Спектры имеют монотонно убывающий характер, свидетельствующий об отсутствии резонансных частот колебаний формы клетки. Форма спектров отлична и от типичной для фликкер-шумов в различных физико-химических системах. Построена теория, связывающая параметры спектров ФЭ и ДДК с механическими (изгибная жесткость липидного бислоя, сдвиговая упругость мембранного скелета, вязкость бислоя и раствора гемоглобина), электрическими (проводимости и диэлектрические проницаемости цитоплазмы и мембраны) и геометрическими характеристиками эритроцита. Показано, что возбуждение фликкера обусловлено, в основном, тепловым движением молекул в окружающей среде. Однако наиболее низкочастотные особенности спектров фликкера обусловлены, возможно, активными флуктуациями формы клетки типа предвестников перехода дискоцит-эхиноцит. Проанализированы возможности использования явлений ФЭ и ДДК в целях медицинской диагностики, а также для биофизических и биомеханических исследований клеток, в том числе для выяснения молекулярно-структурных механизмов формирования качественного разнообразия и количественных характеристик наблюдаемых механических свойств клеток крови.