Група вчених з Пенсільванського університету (Філадельфія, США) і Коледжу Хаверфорд (Хаверфорд, США) виявила, що у в'язкоеластичних рідинах клітини рухаються зовсім не так, як у ньютонівських. Робота може допомогти в розробці нових способів лікування хвороб типу муковісцидозу. Стаття про роботу опублікована в журналі Scientific Reports. Важливою структурною складовою легенів є мерехтливий епітелій - внутрішній шар клітин, вистелений ресничками. Його основне призначення полягає в тому, щоб видаляти часточки пилу, бактерії, що потрапили з повітрям, а також утворюється слиз. При муковісцидозі, серед іншого, порушується функціонування цих ресничок, і слиз починає накопичуватися в легенях. Цей слиз, як і більшість біологічних рідин, не є ньютонівською (не володіє однією і тією ж в'язкістю незалежно від швидкості об'єкта в ній) - вона проявляє як в'язкі властивості, властиві рідинам, так і пружність, властиві твердим тілам. Тому дослідники приготували дві серії рідин: в одній всі рідини були ньютонівські, в іншій серії - в'язкоупруга. Склади підібрали так, щоб як в'язкі, так і пружні властивості змінювалися в широкому діапазоні. Отримані рідини тонкими плівками розташували між натягнутими зволіканнями, і запустили в кожен розчин по невеликій колонії хламідомонад (Chlamydomonas reinhardtii), одноклітинних зелених водоростей. Після цього в мікроскоп спостерігали за рухом двох її хлистоподібних джгутиків. Завдяки їм вона здатна до активного переміщення в рідинах, і як припустили автори роботи, рухом цих джгутиків можна досить коректно наблизити рух реснічок в мерехтливому епітелії.
Виявилося, що в ньютонівських рідинах при збільшенні в'язкості частота коливань джгутиків збільшується, але динаміка, тобто положення джгутика в певний момент циклу, залишається колишньою. Інша картина спостерігається у в'язкоупругих рідинах: тут характер руху різко змінюється. При цьому підсумкова швидкість хламідомонади знижується в порівнянні з ньютонівськими рідинами - навіть при невеликій упругій компоненті. При цьому, що здивувало дослідників, при збільшенні пружності частота коливань також зростає.
Зараз робоча група розробляє "штучні реснички", щоб з'ясувати, є зміна "стилю плавання" пасивною реакцією на зміну властивостей середовища, або ж клітина "" навмисно "змінює характер рухів джгутика. Це важливо для розробки нових шляхів лікування хвороб, пов'язаних з утворенням надлишку рідин. Крім того, вони розраховують дізнатися, чи відрізняється рух групи клітин від руху одиночних.
Олексій Чепіга