¿Coeficiente de difusión de las células en la sangre?

¿Cuál es el coeficiente de difusión de los glóbulos blancos en la sangre? ¿Está bien definido, o las células son demasiado grandes y pocas para ser tratadas como partículas en este contexto?

PD He tratado de buscar esto, pero lo que encuentro inevitablemente es sobre los coeficientes de difusión de las moléculas dentro de las células, que no es lo que quiero.

Las células en el flujo sanguíneo, en primera aproximación, seguirán el flujo. Por supuesto, el flujo sanguíneo es muy complejo e incluye muchas interacciones, por lo que surgirá algún tipo de 'difusión efectiva' que dependerá de muchos parámetros (como la velocidad del flujo, la pulsatilidad, el hematocrito...)

Respuestas (2)

Las células pueden considerarse absolutamente como objetos difusores. Sin embargo, el origen de la "difusión" puede ser muy diferente al de, por ejemplo, una perla en agua. La razón es que el movimiento térmico que crea la difusión de una microesfera puede ser mucho menos importante para una célula (grande). Por ejemplo, el coeficiente de difusión debido a las fuerzas térmicas de una esfera en un fluido con viscosidad η es

D t h mi r metro = k B T 6 π η R
dónde R es el radio de la celda (este es el resultado de "Stokes-Einstein"). Para un glóbulo blanco (digamos 10 micras de radio), esto, suponiendo que la sangre sea al menos tan viscosa como el agua, conduciría a coeficientes de difusión térmica de alrededor de 1 micra. 2 /hora- es decir, necesitaríamos muchas, muchas horas para que una celda recorra su propio diámetro. Este resultado pasa por alto un montón de complejidades: la sangre no es perfectamente viscosa, hay una densidad realmente alta de glóbulos rojos en la sangre, etc... pero el resultado básico es que el golpe térmico que impulsa la difusión de una perla coloidal no es suficiente para conducir una celda.

Sin embargo, ¡las células no son perlas pasivas! Se arrastran, tanto al azar como (como señala cancerconnector), en respuesta a señales como gradientes químicos. Si una célula se arrastra con una velocidad v y mantiene su orientación durante un tiempo τ , es razonable describir su movimiento (en tiempos mucho más largos que τ como ser difusivo con un coeficiente de difusión efectivo

D metro o t i yo i t y = 1 2 v 2 τ
que puede obtener principalmente del análisis dimensional o de modelos más rigurosos. Para los glóbulos blancos, v es del orden de micras/minuto, al menos cuando se mide en portaobjetos, podría ser diferente en el cuerpo. τ son unos minutos, así que D metro o t i yo i t y es del orden de muchas micras 2 /minuto - órdenes de magnitud más rápido que la mera difusión térmica.

Una buena introducción al modelado de esta pregunta son probablemente los capítulos 9-11 de "Modelos matemáticos en biología" de Leah Edelstein Keshet y ella cita algunos artículos clásicos de Lauffenberger sobre la respuesta de los macrófagos, etc. Puede tener acceso a esto en línea: http:// dx .doi.org/10.1137/1.9780898719147

Además, tenga en cuenta que todo lo que he dicho hasta ahora descuida el flujo sanguíneo: si esto es importante en su problema (que dependerá del contexto), las cosas pueden volverse más complejas (debe incluir el flujo en su ecuación de difusión). Pero el uso de ecuaciones de difusión para modelar la propagación de células aleatoriamente móviles es un enfoque muy común, ¡y hay mucha literatura al respecto!

Esta es una pregunta difícil porque los glóbulos blancos exhiben respuestas quimio y haptotácticas, y también debido a su gran tamaño, aunque a menudo se modela que las células se mueven por difusión (las células cancerosas en particular, consulte: "Modelado de invasiones biológicas: escalas de individuo a población at interfaces " como uno de MUCHOS ejemplos). Uno podría modelar su movimiento en un plato y obtener un coeficiente de difusión, pero no estoy seguro de cuál sería la utilidad de esto. Por qué quieres saber? ¿Hay otra pregunta subyacente?

Ninguna pregunta de fondo. Estoy desarrollando un modelo matemático de células en plasma. Solo necesito una estimación de orden de magnitud.
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