МЕХАНИЗМЫ САМООРГАНИЗАЦИИ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ В ПЛАЗМОДИИ PHYSARUM POLYCEPHALUM . КОРРЕЛЯЦИЯ МЕЖДУ МЕМБРАННЫМ ПОТЕНЦИАЛОМ И ДЕФОРМАЦИЕЙ ЭКТОПЛАЗМЫ

Теплов В. А., Бейлина С. И., Матвеева Н. Б.
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, 142292 Пущино
Колебания сократительной активности в плазмодии сопровождаются синхронными колебаниями мембранного потенциала. В данной работе исследована локальная корреляции колебаний изометрической силы, радиальной деформации, движущей силы потока эндоплазмы и мембранного потенциала в различных частях плазмодиального тяжа в норме, при активации тяжа продольным растяжением и при изменении внутриклеточного давления. Установлено, что мембранный потенциал и радиальная деформация в любом участке тяжа колеблются синхронно и синфазно. Остановки эндоплазмы при изменении знака градиента внутриклеточного давления происходят приблизительно в моменты экстремальных значений мембранного потенциала, изометрической силы и радиальной деформации, т.е. колебания этих величин отстают по фазе на четверть периода от колебаний скорости потока эндоплазмы. Быстрое растяжение части тяжа, приводящее к увеличению амплитуды колебаний продольной изометрической силы, практически не влияет на колебания мембранного потенциала в данном участке, и вызывает только очень короткую (по сравнению с периодом автоколебаний) деполяризацию мембраны. Перемещение части эндоплазмы из одной половины тяжа в другую, производимое с помощью внешне приложенного градиента давления воздуха, вызывает деполяризацию мембраны в раздутой, обогащенной эндоплазмой половине тяжа, где комплекс мембрана-эктоплазма искусственно растянут, и/или гиперполяризацию мембраны в сжатой, обедненной эндоплазмой части тяжа. При нормальном челночном течении эндоплазмы имеется точно такая же корреляция. Показано также, что хемоаттрактанты, вызывающие расслабление кортекса, одинаково уменьшают частоты колебаний сократительной активности и мембранного потенциала. Выяснена пространственная синхронизация этих колебаний, происходящих как в различных частях одного тяжа, так и в двух различающихся по частоте тяжах при их контакте и слиянии. Чувствительность мембранного потенциала к механической деформации тяжа и наличие корреляции между колебаниями электрической и сократительной активностей позволяют описать стационарные колебания мембранного потенциала на основе нашей математической модели, в которой важная роль в синхронизации автоколебаний отводится механическому фактору. Работа выполнена при поддержке РФФИ.