Дезинтеграция клеток в биотехнологии. Учебное пособие. Шапхаев Э.Г - 15 стр.

лагать, что дезинтеграция клеток происходит в условиях,                  ругости от клеточного объема для реальной мембраны име-
приближенных к равновесным при определенных темпера-                     ет вид, показанный на рис. 2.8.
турах, концентрации и давлении. Тогда, можно выразить
трансмембранный поток воды, играющий основную роль в
дезинтеграции оводненных клеток следующим уравнением:
                                                                                                                    Рис. 2.8. К расчету медленного
                      S
                 I в = ( A∆P + B∆C + C∆T ) ,             (1)                                                      (осмотического) механизма нагру-
                      ∆                                                                                           жения оболочки: зависимость моду-
                                                                                                                  ля упругости мембраны от относи-
где Iв - объемный поток воды через мембрану, S - площадь                                                                        тельного
поверхности мембраны, ∆ - толщина мембраны, А, В, С -                                                                  изменения объема клетки
условные коэффициенты переноса, зависящие от средней
температуры системы и (в меньшей степени) от среднего                    Рис.2.8.К расчету медленного (осмотического) механизма нагружения оболчки:
давления в системе: А - коэффициент фильтрации, В - ко-                  зависимость модуля упругости мембраны от относительного изменения объема
эффициент осмотической фильтрации, ∆P, ∆С, ∆Т - перепа-                                                     клетки
ды давления, концентрации и температуры на цитоплазма-
тической мембране клетки; с – коэффициент термоосмоти-                         Применяя соотношение (1) можно вывести ряд оце-
ческой фильтрации.                                                       ночных формул, позволяющих иллюстрировать механизмы
        При оводнении или обезвоживании клетки в мембра-                 медленной дезинтеграции оводненных клеток при различ-
не возникают добавочные напряжения σ, которые стремятся                  ных видах воздействия на них. В табл. 2.8. представлены
возвратить её в равновесное положение. По закону Гука эти                обозначения используемых величин.
напряжения в клетке сферической формы прямопропорцио-
нальны относительному изменению клеточного объема:                               2.6.1. Осмотический шок
                         σ = ξχ                          (2)                     Уравнение (1) для случая осмотического шока имеет
         V −V                                                            простейший вид:
где χ = 0      , а V0 - объем равновесной формы; ξ - модуль                                          S
           V                                                                                    I в = B ⋅ ∆C ,                  (3)
                                                                                                     ∆
упругости. При небольших отклонениях объема от равно-
                                                                         где Iв - объемный поток воды через мембрану; S - площадь
весного ξ можно считать постоянным. При чем при обезво-
                                                                         поверхности мембраны; ∆ - толщина мембраны; В - коэф-
живании клетка стремиться деформироваться путем изгиба
при минимальном растяжении мембраны, что энергетиче-                     фициент осмотической фильтрации; ∆С - перепад концен-
ски выгодно. Возникающие при этом напряжения в мем-                      траций. Откуда определяются коэффициент осмотической
бране должны быть значительно меньшими, чем при растя-                   фильтрации
жении в условиях постоянного изменения клеточного объе-                                                                 Таблица 2.8
                                                                            Соотношение между равновесными и неравновесными параметрами
ма. Основываясь на уравнении (2) зависимость модуля уп-                                            клетки и среды
                                                                         Клетка в равновесном состоя-   Клетка в неравновес-   Соотношения между разно-
                                                                                     нии                ном состоянии в мо-       стными величинами

                                                               31   32