太赫兹单极性皮秒脉冲串作用下细胞膜亲水孔输运生命离子流的研究

近年来研究发现太赫兹单极性皮秒脉冲串作用能够在细胞膜上生成亲水孔,然而,细胞膜亲水孔对生命离子跨膜输运的作用尚不清楚。本文在前期提出的细胞层面生理离子与太赫兹电磁辐照相互作用理论的基础上,利用Neu与Krass-owska电穿孔模型和广义修正的Poisson-Nernst-Planck模型,在整个细胞层面对太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用下细胞膜亲水孔跨膜输运的总离子流和跨膜输运钠、钾、氯三种细胞生理电信号变化相关的生命离子形成的离子流进行数值仿真研究,在离子流的数值研究中考虑了每种生命离子在溶液中的有效尺寸大小。数值结果揭示出,在太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用期间,细胞膜上生成的亲水孔输运的离子流主要由钠、钾和氯三种生命离子的离子流组成,同时,在亲水孔输运的每一种离子流中,细胞膜两侧电场引起的离子流分量远大于浓度差引起的离子流分量,但是对细胞内离子浓度变化的影响,膜两侧浓度差引起的离子流分量作用则大于电场引起的离子流分量作用。数值结果还显示,太赫兹单极性皮秒脉冲串持续作用10ns期间,细胞膜亲水孔输运的离子流没有引起细胞内这三种生命离子的浓度大幅度改变,说明细胞膜亲水孔没有引起钠、钾和氯三种生命离子生理浓度的失衡。整个作用期间细胞保持有良好的电生理状态和生理浓度的稳定性,亲水孔也没有产生细胞生理电信号变化。研究结果为太赫兹作用下细胞膜生物效应的应用奠定了基础。

血液气体对红细胞沉降影响的实验研究

通过正常犬胫前静脉血排气后 ,红细胞沉降与不排气的对比实验发现 ,血液气体的减少明显影响红细胞的沉降 ,进而对不同时间红细胞沉降高度数据进行显著性t检验分析时 ,发现排气对红细胞沉降的影响是通过直接阻碍红细胞的叠连聚集实现的。在实验基础上 ,分析研究了红细胞叠连聚集力 Fa的特点及形成的各种因素 ,得出具有双凹碟形的红细胞之间在靠近且近似平行的条件下 ,产生一种吻合力 Fc,吻合力Fc本质上来源于红细胞膜通道力学效应。这样 ,红细胞叠连聚集力 Fa应综合为 :Fa=Fb+Fc- Fe- Fs- Fm其中 ,Fb为大分子物质的桥联力 ,Fe为红细胞表面静电斥力 ,Fs为切应力 。