Заключение диссертационного совета (Математическая модель осморегуляции объема эритроцита с учетом механических характеристик мембраны)

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА Д 501.002.11,СОЗДАННОГО НА БАЗЕ ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГОБЮДЖЕТНОГО ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТИМЕНИ М.В. ЛОМОНОСОВА»,ПО ДИССЕРТАЦИИНА СОИСКАНИЕ УЧЕНОЙ СТЕПЕНИ КАНДИДАТА НАУКаттестационное дело № _________________Решение диссертационного совета от «21» мая 2015 г. № 20о присуждении Калягиной Надежде Вячеславовне, гражданину РоссийскойФедерации, ученой степени кандидата физико-математических наук.Диссертация «Математическая модель осморегуляции объема эритроцита с учетом механических характеристик мембраны»по специальности 03.01.02 – «Биофизика»принята к защите 5 марта 2015 года, протокол № 18, диссертационным советомД501.002.11, созданным на базе Федерального государственного бюджетногообразовательного учреждения высшего образования «Московский государственный университет имени М.В.

Ломоносова», 119991, Российская Федерация, Москва, Ленинские горы, д. 1, в соответствии с приказом о создании диссертационного совета №773/нк от 5 ноября 2013 г. Министерства образования и науки Российской Федерации.Соискатель Калягина Надежда Вячеславовна 1967 года рождения, работает преподавателем кафедры «Прикладная Механика» МГТУ им.

Н.Э. Баумана. В1990 г. окончила МГТУ им. Н.Э. Баумана по специальности 01.02.06 «Динамика ипрочность машин» и получила квалификацию инженер-механик-исследователь.Диссертация выполнена в Центре теоретических проблем физико-химической2фармакологии Российской академии наук.Научный руководитель:Атауллаханов Фазоил Иноятович, доктор биологических наук, профессор физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова.Официальные оппоненты:1.

Ермаков Юрий Александрович, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Федерального государственного бюджетного учреждения науки Институт электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН, лаборатория биоэлектрохимии.2. Cмолянинов Владимир Владимирович, доктор физико-математическихнаук, профессор, главный научный сотрудник Федерального государственногобюджетного учреждения науки Институт машиноведения им.

А.А. БлагонравоваРоссийской академии наук, лаборатория Исследований биомеханических системдали положительные отзывы на диссертацию.Ведущая организация: Федеральное государственное бюджетное учреждениенауки Институт биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН, 117334, Москва,Улица Косыгина 4, в своем положительном заключении, подписанном директором Института биохимической физики им. Н.М. Эмануэля РАН чл.-корр. РАН,доктор химических наук С.Д.Варфоломеев, указала, что: в диссертации решены все поставленные задачи автореферат и публикации отражают содержание выполненной диссертационной работы сделанные автором выводы вполне обоснованы и достоверны и подтверждаются приведенным в работе фактическим материалом диссертационная работа выполнена с использованием современных методовисследования; вместе с тем разработанные методы и алгоритмы просты идоступны для реализации и не требуют использования специального про-3граммного обеспечения результаты работы могут быть использованы в широком круге научных ипрактических исследований.Выбор ведущей организации и оппонентов обосновывается авторитетностью икомпетентностью назначенных оппонентов и широкой известностью достиженийведущей организации в тех областях, которые затрагивает диссертация.Соискатель имеет 11 опубликованных работ, в том числе по теме диссертации – 7работ, опубликованных в рецензируемых научных изданиях, рекомендованныхВАК - 5.

В материалах российских и международных симпозиумов – 3 работы.В опубликованных работах соискателя отражены все основные результаты диссертации и положения, выносимые на защиту.Наиболее значимые научные работы по теме диссертации:1. Калягина Н.В., Нарайкин О.С., Ершов Ю.А., Рутковский О.В. Метод расчетаформоизменения эритроцита с учетом изгибной жесткости // Биомед.

радиоэлектроника. – 2007. – № 10. – С. 58–61.2. Калягина Н.В. Математическая модель деформирования поры в липидной мембране // Вестник МГТУ.Сер. «Естественные науки». – 2012. – № 2. – С. 87–97.3. Калягина Н.В., Мартынов М.В., Атауллаханов Ф.И. Математический анализрегуляции объема эритроцита человека с учетом упругого воздействия оболочкиэритроцита на обменные процессы//Биол.

Мембраны. – 2013. – № 30. – С.115–127.На автореферат диссертации поступили следующие отзывы:1. От доктора физико-математических наук, Руководителя Группы компании моделирования наноструктур Отдела перспективных информационных технологий Института математических проблем биологии РАН, Быстрова ВладимираСергеевича.2. От доктора технических наук, профессора, Заведующего лабораториейвибромеханики Института машиноведения им. А.А.Благонравова РАН, ПановкоГригория Яковлевича:4«В автореферате следовало бы уделить внимание описанию условий проведенияэкспериментов.

Не обоснованы значения сдвиговой жесткости липидного бислояв широком диапазоне значений (от 1·10-5 до 0.1 мН/м), принятые при расчетедиаметров пор мембраны эритроцита в зависимости от осмотического давления.»3. От доктора технических наук, профессора кафедры «Прикладная Механика» МГТУ им.

Н.Э. Баумана Сорокина Федора Дмитриевича:«В качестве замечания можно отметить, что построение численных методов и доказательство их устойчивости, в частности разностной схемы Эйлера, нескольковыходит за рамки диссертации, особенно, на фоне множества пакетов компьютерной математики, таких как Maple, Matlab, Wolfram Mathematica, в которыхпредставлены встроенные процедуры численного интегрирования дифференциальных уравнений, в том числе и «жёстких».4. От доктора биологических наук, директора Лаборатории СердечноСосудистых Заболеваний при Старении Центра Объединенных ИсследованийСердечно-Сосудистого Старения Медицинского Центра Святого Луки, Холмухамедова Эхсона Лукмановича.5. От кандидата технических наук, доцента кафедры БиомедицинскиеТехнические Системы (БМТ-1) Жоэля Штадельманна и от доктора техническихнаук, профессора, Заведующего кафедрой БМТ-1 Спиридонова Игоря Николаевича:«Сопоставление изгибной с безмоментной моделью было проведено при маломосмотическом давлении 0.3 Па.

Из материала, изложенного в автореферате не ясно, каким образом выбрано это значение давления, и каким образом сделан выводоб адекватности безмоментной модели для значений осмотического давления,превышающего 0.3 Па.Двояковогнутая форма дискоцитов с изотропной мембраной была взята в основемоделирования изменения формы эритроцита.

Однако при ряде заболеваний форма эритроцита отличается от дискоцита. Особенно отсутствует оценка измененияформы акантоцитов, которые приобретают колючую форму за счет растягиваниявнешней оболочки липидного бислоя.»56. От доктора физико-математических наук, профессора физического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова, Романовского Юрия Михайловича и кандидата физико-математических наук, доцента физического факультета МГУ им.М.В. Ломоносова Приезжева Александра Васильевича.Все отзывы положительные, отмечается актуальность диссертационного исследования, теоретическая и практическая значимость, научная новизна. Во всехотзывах отмечается, что диссертационная работа представляет собой законченную научно-квалификационную работу и удовлетворяет всем критериям, предъявляемым, к диссертациям на соискание ученой степени кандидата наук, «Положения о присуждении ученых степеней», утвержденного постановлением Правительства РФ от 24 сентября 2013 г. № 842.Диссертационный совет отмечает, что на основании выполненных соискателемисследований:Разработана Модель упругого деформирования мембраны эритроцита как безмоментнойтонкостенной оболочки с возможностью больших перемещений и деформаций под действием осмотического давления, позволяющая определить зависимость объема эритроцита от величины осмотического давления.

Системауравнений, определяющая два типа деформации – сдвиг и растяжение обеспечивает с достаточной степенью точности описание деформированных состояний мембраны для области деформирования с увеличением площадиповерхности. Новая математическая модель деформирования локального дефекта типапоры в мембране эритроцита под действием осмотического давления в зависимости от характеристик структуры мембраны: размеров ячеек спектриновой сети, жесткостей при сдвиге и растяжении липидного бислоя и величины поверхностного натяжения липидного бислоя. Математическая модель регуляции объема эритроцита, которая впервые позволяет с достаточной степенью точности рассчитать обменные процессы6(пассивный транспорт ионов и воды) и трансмембранную разность потенциалов с учетом механических характеристик мембраны и увеличения проницаемости мембраны за счет гемолитических пор.Предложено:Способ построения зависимости объема от давления для эритроцитов, имеющихвследствие патологий отличные от нормы значения механических свойств.Доказано, что: Безмоментная модель позволяет с достаточной степенью точности вычислять зависимость объема от давления при положительных значениях осмотического давления эритроцита, превышающих 0.3 Па. При деформировании эритроцита с сохранением постоянства площади егоповерхности (при увеличении объема на 70%) упругие свойства мембраны(малая сдвиговая жесткость) не оказывают влияния на пассивный транспортионов и воды. Диаметр пор зависит от размеров ячеек спектриновой сети эритроцита: чембольше размер ячеек, тем больше диаметр пор, повышение поверхностногонатяжения снижает величину диаметра пор.