Физические основы клеточного движения. Механизмы самоорганизации амебоидной подвижности

Процессы образования структур и автоволн в неравновесных активных средах являются предметом изучения специального раздела теории нелинейных динамических систем. В настоящем обзоре в качестве активной среды рассматривается протоплазма амебоидных клеток, где в результате процессов сборки и диссоциации актомиозиновой сети непрерывно возникают и разрушаются гелеобразные структуры. Локальные области этих структур могут спонтанно сокращаться и релаксировать, вызывая сложно организованные круговые или возвратно-поступательные потоки золеобразной протоплазмы. Рассматриваются математические модели движений, в которых образующиеся диссипативные структуры и автоволновые процессы взаимно обусловливают друг друга. Показывается, что основные количественные закономерности динамики протоплазмы можно объяснить, постулируя наличие положительной обратной связи между локальной деформацией и уровнем свободного кальция — фактора, управляющего сокращением сети. Обсуждаются возможности различных физических методов, используемых для определения параметров математических моделей.