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.