Физики описали движение кровяных телец после ранения
Новая математическая модель описывает движение нейтрофилов при получении раны. Она более точно оценивает распространение «волн» из сигнальных молекул в среде
Предыдущие модели, описывающие поведение кровяных телец при появлении раны, предполагали, что клетки движутся подобно сплошной среде. Теперь исследователи посмотрели на то, как меняются предсказания их вычислительного алгоритма, если клетки рассматривать как отдельные сущности. Ученые обнаружили, что динамика системы при этом существенно меняется, ее поведение становится другим.
Считается, что нейтрофилы взаимодействуют друг с другом посредством выделения и восприятия специальных молекул, которые движутся через окружающую жидкость в виде волны. Большинство моделей рассматривали эти волны как коллективные события, но авторы новой работы описали их как совокупность колебаний от отдельных клеток.
Коммуникация начинается с того, что одна клетка испускает диффузионную молекулу. Через определенный промежуток времени эта молекула достигает соседней клетки, заставляя ее испускать то же самое соединение. Затем процесс повторяется, в результате чего создается волна молекул, которая движется через жидкость.
Авторы обнаружили, что скорость волны зависит от ряда параметров, включая плотность клеток и размерность системы. Например, ученые обнаружили, что для малонаселенной 1D-системы, в которой клетки реагируют на молекулярные концентрации выше определенного порога, волны движутся медленнее, чем предсказывали более ранние «сплошные» модели.
Увеличение плотности клеток приводит к исчезновению диспропорции в скорости. Волны также движутся медленнее и в двумерном пространстве, но диспропорция сохраняется. В 3D происходит обратное — скорость волн в новой и старых моделях совпадает для редко расположенных клеток и становится меньше по мере увеличения плотности.
Статья опубликована в журнале Physical Reveiw E.