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.