ИСТИНА

Одним их фундаментальных механизмов, который наблюдается в самых разных биологических процессах, является развитие активных механических взаимодействий клеток между собой. Результатом механической клеточной активности является перестройка биологических тканей, сопровождаемая, в частности в эмбриональных тканях, миграцией клеток. Взаимные перемещения клеток вследствие развития активных напряжений лежат в основе формирования структур, которые в дальнейшем трансформируются в ткани и органы. В работе решена задача об эволюции полости, которая сформировалась в центральной части клеточного агрегата сферической формы к начальному моменту времени. Изучен процесс распространения фронта, отделяющего в начальный момент времени клеточную среду от жидкости, и изучена структура распределения объемной плотности клеток за фронтом в зависимости от различных механизмов активных межклеточных взаимодействий – локального, учитывающего хаотическую активность клеток, характеризуемую давлением, которое проявляется в отталкивании клеток, и нелокального, учитывающего взаимодействие между клетками на некотором расстоянии, характеризуемого напряжением, создаваемым в результате направленных активных межклеточных взаимодействий. Изучена возможность формирования структуры, характеризуемой существованием неподвижной границы, отделяющей полость от окружающего ее слоя клеток. В результате решения исследовано влияние различных механизмов межклеточных взаимодействий на распространение фронта. Постановка и решение задачи описывают возможный сценарий формообразования на одной из ранних стадий эмбрионального развития. Результаты решения задачи показали, что большое давление (превышающее некоторое критическое значение) внеклеточной жидкости приводит к увеличению радиуса полости при неплотной начальной упаковке клеток (плотность клеток не превышает некоторое критическое значение) даже в результате только хаотической клеточной активности. Одним из основных результатов участия нелокального направленного механизма межклеточных взаимодействий является то, что он приводит к развитию полости и при таких начальных значениях плотности клеток и давлениях жидкости, при которых хаотическая клеточная активность рост полости не обеспечивает. Участие нелокального механизма активных межклеточных взаимодействий приводит к уменьшению характерного времени развития полости. Нелокальный механизм активных межклеточных взаимодействий при отсутствии взаимодействия клеток с внешней границей приводит к росту полости не при любых начальных размерах полости, хотя хаотическая клеточная активность приводит к развитию полости при этих значениях параметров. Эволюция полости достаточно малого начального радиуса сопровождается уменьшением плотности клеток около внешней границы в результате нелокальных межклеточных взаимодействий, что приводит к «отрыву» клеток от нее.