• A
  • A
  • A
  • АБB
  • АБB
  • АБB
  • А
  • А
  • А
  • А
  • А
Обычная версия сайта

Статья

Continuum Modeling of the Biological Medium Composed of Actively Interacting Cells of Two Different Types

Fluid Dynamics. 2020. Vol. 55. No. 6. P. 721-734.
Logvenkov S. A., Stein A.

Активные межклеточные взаимодействия управляют перемещениями клеток одна относи-
тельно другой и играют важнейшую роль в биологическом формообразовании и процессах,
связанных с перестройкой тканей. Разработана континуальная многофазная модель механи-
чески активной биологической среды, образованной клетками двух различных типов и вне-
клеточной жидкостью. В модель включены дополнительные фазы, отвечающие за активные
силовые взаимодействия между клетками. Такие взаимодействия (между клетками как внут-
ри одной фазы, так и разных фаз) моделируются посредством активных напряжений, разви-
вающихся в дополнительных фазах и зависящих (в общем случае нелокально) от плотностей
клеточных фаз. Скорости деформирования клеточных фаз определяются активными напря-
жениями, а также зависят от других напряжений, действующих в среде. Решена модельная за-
дача об эволюции первоначально однородного распределения плотностей клеточных фаз в
бесконечном плоском слое. Рассмотрены случаи фиксированного положения границ слоя и
их возможного смещения при отсутствии внешнего нагружения. Показано, что предложен-
ная модель описывает явление сортировки клеток: клетки одного типа образуют компактную
массу, окруженную клетками другого типа. Результаты решения продемонстрировали, что
процесс сортировки оказывается возможным лишь при учете нелокальных зависимостей ак-
тивных напряжений от плотностей клеточных фаз. Предложенная модель отличается от дру-
гих подходов к теоретическому описанию сортировки введением в рассмотрение параметров
и соотношений, имеющих отчетливый механический смысл (в частности, без использования
представления о “поверхностном натяжении” в клеточной среде).