Показатели упругости и адгезии клеточных мембран гемоцитов моллюсков Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

проведена в высоком вакууме. Было исследовано более сотни веществ из основных типов твердых тел: металлы, сплавы, стекла, полимеры, кристаллы с различными межатомными связями, композиционные и гетерогенные материалы. Удивительно, но однообразной оказалась зависимость долговечности (т) от механического напряжения (а) и температуры (Т). В результате анализа огромного экспериментального материала С.Н. Журков пришел к уникальной формуле для долговечности:

т = тоехр(и(а)/кГ),

где и(а) = и0 - дУаа, и0 - практически совпадает с энергией диссоциации каждого вещества; к - постоянная Больцмана; д - коэффициент локальных перенапряжений; V - активационный объем. Эта формула позволила С.Н. Журкову установить, что тепловое движение участвует в разрушении в форме тепловых флуктуаций - резкого увеличения кинетической энергии атомов, происходящего время от времени внутри тела. Таким образом, согласно теории, развитой С. Н. Журковым, прочность тела определяется не только силами межатомного сцепления, но и интенсивностью теплового движения [4].

Труды С. Н. Журкова получили признание во всем мире. Они оказали и оказывают большое влияние на исследования по физике конденсированных сред.

С.Н. Журков многие годы был главным редактором журнала «Физика твердого тела», он был избран вицепрезидентом Международного конгресса по разрушению. В 1968 г. С.Н. Журков был избран действительным членом Академии Наук СССР, в 1975 г. ему было присвоено звание Героя Социалистического Труда [5].

ЛИТЕРАТУРА

1. Храмов Ю.А. Физики: Биографический справочник. М.: Наука; Гл. ред. физ.-мат. лит-ры, 1983. 399 с.

2. Константинов Б.П. Серафим Николаевич Журков (К шестидесятилетию со дня рождения) // УФН. 1965. Т. 87. С. 367-372.

3. Тучкевич В.М. Серафим Николаевич Журков (К семидесятилетию со дня рождения) // УФН. 1975. Т. 166. Вып. 2. С. 359-362.

4. Серафим Николаевич Журков (к 100-летию со дня рождения) // Физика твердого тела. 2005. Т. 47. Вып. 5. С. 771-776.

5. Развитие физики в СССР: в 2 кн. М.: Наука, 1967.

Поступила в редакцию 10 апреля 2013 г.

Sterelyukhin A.I., Feodorov V.A. ROAD TO STRENGTH OF KINETIC UNRAVELING SOLID STATE (SERAFIM NIKOLAYEVICH ZHURKOV 1905-1997)

In the article the biography of prominent physicist Serafim Nikolayevich Zhurkov is considered; new, previously unpublished facts in the regional literature linking to the name of the scientist with Tambov region are stated.

Keywords: Trubetchino; Kozlov (Michurinsk); student; Leningrad Physical-Technical Institute; Solid State Physics; Academy.

УДК 591.111.7:594.382.4

ПОКАЗАТЕЛИ УПРУГОСТИ И АДГЕЗИИ КЛЕТОЧНЫХ МЕМБРАН ГЕМОЦИТОВ МОЛЛЮСКОВ

© А.А. Присный, С.В. Кулько

Ключевые слова: упругость; адгезия; плазматическая мембрана.

Исследованы свойства упругости и адгезии плазматической мембраны различных типов гемоцитов некоторых представителей моллюсков. Осуществлен сравнительный анализ изученных показателей у гемоцитов, принадлежащих различным видам.

В современной науке особое внимание уделяется медицинским вопросам, в частности, вопросам, связанным с механизмами возникновения иммунных реакций в ответ на введение того или иного антигена, а также со специфичностью иммунного ответа. Рядом работ отечественных и зарубежных ученых показано разнообразие и большое значение функций, выполняемых форменными элементами гемолимфы в организме моллюсков. Однако способности к фагоцитозу и образованию псевдоподий, напрямую зависящие от показателей упругости и адгезии клеточной мембраны, изучены недостаточно полно, что обусловливает актуальность данной темы.

Поэтому целью данной работы является определение показателей упругости и силы адгезии мембран к нанозонду у гемоцитов моллюсков.

Исследования осуществляли на сканирующем зон-довом микроскопе Интегра Вита NT-MDT в режиме полуконтактного сканирования. В работе применяли кремниевые зонды серии NSG03 (NT MDT), жесткостью 1,4 Н/м с радиусом закругления 10 нм, частотой развертки сканирования порядка 0,6-0,8 Hz. На полученных сканах измеряли линейные размеры клеток. Обработку полученных результатов проводили при помощи программного обеспечения «Nova 1.0.26 Build 1397» (НТ МДТ).

Данные по свойствам упругости и адгезии были получены в режиме атомно-силовой спектроскопии при наложении нагрузки в 10 локальных участках клеточной поверхности. В основе метода лежит снятие «силовых кривых» (DFL (Z)) с поверхности, отражающих отклонение гибкой консоли АСМ-зонда при приближении зонда к образцу в каждой точке наноиденти-

1633

рования. Отклонение балки от положения равновесия детектируется на четырехсекционном фотодиоде и выражается через ток рассогласования между верхней и нижними частями фотодиода. Расчет локального модуля Юнга проводили на основе контактной задачи модели Герца в модификации Снеддона. При работе с клетками предполагали, что клетка есть упругая изотропная среда с коэффициентом Пуассона V = 0,5, а игла АСМ - твердый конус [1].

Полученные «силовые кривые» обрабатывали с помощью программного обеспечения «БО» (ЫТ-МБТ, Зеленоград). Анализ зависимости деформации образца от приложенной нагрузки позволил количественно оценить модуль упругости и сравнить этот показатель на разных участках клеточной поверхности.

На скане (рис. 1) отчетливо видны многочисленные псевдоподии гемоцита первого типа. Согласно полученным данным, средняя упругость мембраны для этого типа клеток составила 19,51 кПа. Максимальное значение упругости - 34,44 кПа, минимальное -8,36 кПа. Среднее значение адгезии для данного типа клеток составило 29,68 нН. Максимальное значение -

60,2 нН, минимальное - 22,4 нН.

Рис. 1. Гемоцит первого типа Н. рошайа

Гемоциты типа 2 несколько меньше по размеру (рис. 2). Данные клетки практически всегда лежат скоплениями. Ввиду отсутствия постоянной формы идентификация этих клеток исключительно по внешнему виду затруднительна. Средняя упругость мембраны клеток данного типа колеблется от 13 до 15 кПа. Максимальное значение - 25,04 кПа, минимальное -5,77 кПа. Среднее значение адгезии составило 21,84 нН, максимальное - 49,28 нН, минимальное -

11.2 нН.

Гемоциты типа 3 на сканах выглядят как клетки правильной округлой формы (рис. 3). Иногда на их периферии можно увидеть одну-две тонкие ветвящиеся филоподии. Среднее значение упругости мембраны для этих клеток - 7,21 кПа, максимальное - 19,43 кПа, минимальное - 3,36 кПа. Среднее значение адгезии -20,55 нН, максимальное - 31,36 нН, минимальное -

11.2 нН.

Рис. 2. Гемоциты второго типа H. pomatia

70

fjm

Рис. 3. Гемоциты третьего типа H. pomatia

Гемоциты 4 типа выглядят как продолговатые возвышения, окруженные светлым неравномерным полем с неровным контуром. Среднее значение упругости для этих клеток составило 59,30 кПд, максимальное -96,60 кПд, минимальное - 16,8 кПд. Среднее значение показателя адгезии составило 16,30 нН, минимальное -9,28 нН, максимальное - 27,21 нН.

Таким образом, благодаря использованию методов сканирующей зондовой микроскопии и дифференциально-интерференционного контраста удалось определить механические свойства плазматической мембраны гемоцитов моллюсков.

ЛИТЕРАТУРА

1. Лебедев Д.В., Чукланов А.П., Бухараев А.А., Дружинина О.С. Измерение модуля Юнга биологических объектов в жидкой среде с помощью специального зонда атомно-силового микроскопа // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35. Вып. 8. С. 54-61.

Поступила в редакцию 10 апреля 2013 г.

Prisny A.A., Kulko S.V. INDICATORS OF ELASTICITY AND ADHESION OF HAEMOCYTES CELLULAR MEMBRANES OF MOLLUSCS

Properties of elasticity and adhesion of haemocytes plasmatic membrane of some representatives’ mollusks are investigated. Comparative analysis of studied rates of haemocytes of different types is made.

Key words: elasticity; adhesion; plasmatic membrane.

1634