Архив публикаций

Тезисы

XIII-ая конференция

Модель автономной активности в электрически возбудимых тканях

Сержан Б.Л., Борунов А.В., Грачёв Е.А.

Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, Физический ф-т, кафедра Компьютерных методов физики. Россия, 119992, г. Москва, Ленинские горы, д. 1, стр. 2, тел.: (095)939-41-78, e-mail: grace@cmp.phys.msu.su

Экспериментально доказано, что помимо чисто биологических и химических явлений живые клетки демонстрируют также и электрическую активность. Разность потенциалов между внутренней и внешней сторонами клеточной мембраны обычно отрицательна и в некоторых типах клеток – например, гепатоцитах и гладкомышечных клетках, – может изменяться с течением времени в достаточно широких пределах. Эти изменения часто имеют характер апериодических колебаний вполне определенной формы и могут распространяться на соседние клетки при помощи различных механизмов. Наличие существенно нелинейной обратной связи между мембранной разностью потенциалов и токами, втекающими в клетку через различные структуры на мембране, делает электрически возбудимую ткань активной средой, приводя к формированию автоволн.

Предложена модель электрической активности в живой ткани, учитывающая как сложную геометрию ткани, так и свойства отдельной электрически возбудимой клетки. При определенных условиях в ткани формируются стабильные автоволновые структуры, способные поддерживать свою активность без управления внешними сигналами в течение длительного времени (на несколько порядков больше периода колебаний).

Анализ результатов моделирования показывает, что затухание волны связано с изменением мембранной разности потенциалов клеток, находящихся в невозбужденном состоянии. Волны электрического возбуждения распространяются в реальных тканях всегда на конечное расстояние, значительно меньшее размеров участка ткани. Полученные данные позволяют сделать вывод, что возможным механизмом, ограничивающим расстояние, на которое распространяется волна электрического возбуждения в реальной ткани, является ее взаимодействие с медленной волной.

Литература.

1. Богач П.Г., Решодько Л.В. Алгоритмические и автоматные модели деятельности гладких мышц. - Киев: Наука, 1979.