Анотація до роботи:

Тимофєєва О.В. Фізична модель ендоцитозу. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 03.00.02 – біофізика. - Харківський національний університет ім. В.Н. Каразіна, м. Харків, 2005.

В дисертації на підставі фундаментальних фізичних принципів сформульована фізична модель ендоцитозу. В основі моделі лежить уявлення про автоколивальний хімічний процес релаксаційного типу. Внаслідок цього об’єм клітини, яка здійснює ендоцитоз, спочатку повільно зростає, а потім швидко зменшується. При зростанні об’єму клітини в її цитоплазматичній мембрані виникає ізотропний натяг, який при встановлених в роботі умовах приводить до утворення в мембрані білкового домену. В процесі наступної стадії швидкого зневоднення клітини в області домену, що утворився на попередній стадії, утворюється інвагінація, яка відокремлена від основної частини мембрани вузьким нестабільним щодо теплових флуктуацій перешийком.

В роботі уперше обґрунтована можливість здійснення механізму спряження, який раніше не розглядався, між скалярними біохімічними реакціями, що протікають всередині клітини і векторним процесом трансмембранного переносу речовин із зовні в клітину.

Методом світлової мікроскопії досліджені особливості гіпотонічного лізису гепатоцитів щурів.

1. Розроблені наразі біофізичні моделі окремих етапів ендоцитозу є надмірно спрощеними та не враховують зв’язки цього процесу з метаболічною активністю клітин, що не дозволяє визначити причини, механізми і закономірності ендоцитозу в межах цих моделей та використувати їх для аналізу і трактування результатів експериментів.

2. Вперше отримано вираз для вільної енергії деформації багатокомпонентної бішарової мембрани в загальному випадку довільної деформації і довільного розподілу мембранних компонент уздовж моношарів.

3. Теоретично і експериментально обгрунтовано новий метод визначення модулю ізотропного розтягу мембран гепатоцитів щурів.

4. Встановлено, що площа мембран гепатоцитів щурів може збільшуватися на сто і більш відсотків без порушення їхньої цільності.

5. Сформульована і фізично обґрунтована базова теоретична модель ендоцитозу і визначені фізичні умови, необхідні для здійснення цього процесу.

6. Теоретично передбачена можливість існування нового механізму спряження між скалярними біохімічними реакціями, що протікають у цитоплазмі клітин у режимі автоколивань релаксаційного типу, і векторним процесом переносу позаклітинних речовин усередину клітин.

7. Вперше доведена принципова можливість утворення в мембрані домену, збагаченого одним з мембранним компонентів, у результаті ізотропного розтягу мембрани при обводненні сферичної клітини.

8. Теоретично пояснений відомий з експериментів ефект інгібування ендоцитозу при зменшенні осмотичного тиску позаклітинного розчину і передбачені деякі загальні закономірності цього явища, зокрема, ефект його інгібування позаклітинним гіпертонічним розчином.

Публікації автора:

1. Гордиенко Е.А., Тимофеева Е.В. Физико-математическая осесимметричная модель адсорбционного эндоцитоза. 1. Уравнения, определяющие форму клетки // Вісник Харківського університету. - Біофізичний Вісник. – 2002. – Вип. 1(10). – С. 58-61.

2. Гордиенко Е.А., Тимофеева Е.В. Физическая модель неспецифического эндоцитоза // Вісник Харківського університету. - Біофізичний Вісник. – 2003. – Вип. 1(12). – С. 79-85.

3. Тимофеева Е.В. Теоретическая модель эндоцитоза // Сучасні аспекти репродуктології, перенатальної медицини та кріобіології. - 2003. - С. 220-224.

4. Тимофеева Е.В., Гордиенко Е.А. Физико-математическая осесимметричная модель адсорбционного эндоцитоза. II. Изменение формы клетки на этапе обезвоживания // Вісник Харківського університету. - Біофізичний Вісник. – 2003. – Вип.2 (13). – С. 68-71.

5. Тимофеева Е.В. Теоретическая модель эндоцитоза // Биополимеры и клетка. – 2004. – Т.20, №5. – С. 440-442.

6. Тимофеева Е.В., Кулешова Л.Г. Теоретическое обоснование способа оценки модуля изотропного растяжения клеточной мембраны гепатоцитов крысы // Вісник Харківського університету. - Біофізичний Вісник. – 2004. – № 637. – Вип. 1-2 (14). – С 85-87.

7. Гордієнко Є.О., Тимофєєва О.В. Фізико-математична модель адсорбційного ендоцитозу // Тези доповідей III з’їзду Українського біофізичного товариства. –Львів. – 2002. – С. 166.

8. Тимофєєва О.В. Фізична модель ендоцитозу // Установчій з’їзд Українського товариства клітинної біології. – Львів. – 2004. - С. 324.

9. Тимофєєва О.В., Гордієнко Є.О. Латеральний перерозподіл компонентів у біомембранах при обводненні і зневодненні клітин // Міжнародна наукова конференція “Каразінські природознавчі студії”. – Харків. – 2004. - С. 243-244.

10. Тимофєєва О.В., Гордієнко Є.О. Аналіз фізичних процесів, які виникають у біомембранах при обводненні і зневодненні клітин на підставі принципу мінімуму вільної енергії // I Українська наукова конференція “Проблеми біологічної і медичної фізики”. - Харків. – 2004. - С. 103.