Выпуски

 / 

1998

 / 

Ноябрь

  

Обзоры актуальных проблем


От «демона Максвелла» к самоорганизации процессов массопереноса в живых системах

, , ,
Институт теоретической и экспериментальной биофизики РАН, ул. Институтская 3, Пущино, Московская обл., 142290, Российская Федерация

При циклическом взаимодействии "микрочастицы --- среда" часто возникает направленное стохастико-детерминированное движение микрочастиц. Из перемещающихся микрочастиц образуются динамические структуры. Обзор посвящен анализу возникновения направленного движения микрочастиц при наличии слабых управляющих асимметричных периодических полей. Приведена энергетическая оценка минимальной стоимости преобразования случайного движения в направленное. Обсуждается приложение этих результатов к описанию регуляторных процессов в биосистемах: при взаимодействии движущихся хемотаксисных бактерий и бактериальных вирусов, мышечном сокращении, при движении везикул, ферментов и ионов внутри живых клеток. Рассматриваются некоторые приложения этих явлений в наукоёмких технологиях.

Текст: pdf
Войдите или зарегистрируйтесь чтобы получить доступ к полным текстам статей.
English fulltext is available at IOP
PACS: 05.40.+j, 87.10.+e, 87.22.-q
DOI: 10.3367/UFNr.0168.199811c.1221
URL: https://ufn.ru/ru/articles/1998/11/c/
Цитата: Иваницкий Г Р, Медвинский А Б, Деев А А, Цыганов М А "От "демона Максвелла" к самоорганизации процессов массопереноса в живых системах" УФН 168 1221–1233 (1998)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

English citation: Ivanitskii G R, Medvinskii A B, Deev A A, Tsyganov M A “From Maxwell’s demon to the self-organization of mass transfer processes in living systemsPhys. Usp. 41 1115–1126 (1998); DOI: 10.1070/PU1998v041n11ABEH000503

Список литературы (98) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (10) Похожие статьи (20)

  1. Smoluchowski M Phys. Z. 13 1069 (1912)
  2. Scilard L Phys. Z. 53 840 (1929)
  3. Lewis G N Phys. Z. 71 569 (1930)
  4. Slater J C Introduction to Chemical Physics (New York: McGraw-Hill Book Co., 1939)
  5. Demers P Can. J. Research 22 27 (1944)
  6. Demers P Can. J. Research 23 47 (1945)
  7. Brillouin L Am. Scientist 37 554 (1949)
  8. Brillouin L J. Appl. Phys. 22 334 (1951)
  9. Brillouin L Science and Information Theory (New York: Acad. Press, 1956); Translated into Russian, Brillouin L Science and Information Theory (Moscow: Fizmatgiz, 1960)
  10. Corti B Osservazioni microscopiche sulla tremella e sulla circolazione del fluido in une pianta acquajuola (Lucca, 1774)
  11. Kamiya N ""Protoplasmic streaming"" Protoplasmalogia (Handbuch der Protoplasmaforschung) Vol. Bd. 8 (Wien: Springer, 1959); Translated into Russian, Kamiya N Protoplasmalogia (Handbuch der Protoplasmaforschung) (Moscow: IL, 1962)
  12. Romanovski&ibreve; Yu M, Teplov V A Usp. Fiz. Nauk 165 555 (1995); Romanovski&ibreve; Yu M, Teplov V A Phys. Usp. 38 521 (1995)
  13. Brown R Philos. Mag. (1828)
  14. Berg H C, Brown D A Nature (London) 239 500 (1972)
  15. Berg H C Nature (London) 254 389 (1975)
  16. Berg H C Sci. Amer. 233 ((1)) 36 (1975)
  17. Berg H C Random Walks in Biology (Princeton, N.J.: Princeton Univ. Press, 1983)
  18. Einstein A Ann. Phys. (Leipzig) 17 549 (1905)
  19. Smoluchowski M Ann. Phys. (Leipzig) 21 756 (1906)
  20. Einstein A, Smoluchowski&ibreve; M Brounovskoe Dvizhenie (Brownian motion) (Leningrad: Gl. Red. Obshchetekh. Lit., 1936)
  21. Langevin P C.R. Acad. Sci. 146 530 (1908)
  22. Klimontovich Yu L Usp. Fiz. Nauk 164 811 (1994); Klimontovich Yu L Phys. Usp. 37 737 (1994)
  23. Ivanitski&ibreve; G R, Medvinski&ibreve; A B, Tsyganov M A Usp. Fiz. Nauk 161 ((4)) 13 (1991); Ivanitski&ibreve; G R, Medvinski&ibreve; A B, Tsyganov M A Sov. Phys. Usp. 34 289 (1991)
  24. Ivanitski&ibreve; G R, Medvinskni&ibreve; A B, Tsyganov M A Usp. Fiz. Nauk 164 ((4)) 1041 (1994); Ivanitski&ibreve; G R, Medvinskni&ibreve; A B, Tsyganov M A Phys. Usp. 37 961 (1994)
  25. Adler J Science 153 708 (1966)
  26. Adler J ""Primitve Sensory and Communication Systems"" The Taxes and Tropisnts of Micro-Orgnisms and Cells Ed. M J Carlile (New York: Academic Press, 1975) p. p. 92
  27. Turing A M Philos. Trans. R. Soc. London Ser. B 237 37 (1952)
  28. Medvinsky A B et al FEMS Microbiol. Lett. 84 279 (1991)
  29. Agladze K et al Proc. R. Soc. London Ser. B 253 131 (1993)
  30. Medvinsky A B et al FEMS Microbiol. Lett. 112 287 (1993)
  31. Medvinsky A B et al Physica D 64 299 (1994)
  32. Ivanitski&ibreve; G R, Pnfilov A V, Tsyganov M A Biofizika 32 354 (1987)
  33. Ivanitsky G R ""Volny v obshchestve" (Waves in society)" Nauka i chelovechestvo 1995–1997 (Science and Mankind) (Moscow: Znanie, 1997) p. p. 247
  34. Nonlinear Dynamics in Human Behavior (Studies of Nonlinear Phenomena in Life Sciences) Vol. Vol. 5 Eds W Sulis, A Combs (Singapore: World Scientific, 1996)
  35. Ivanitski&ibreve; G R et al Biofizika 36 358 (1991)
  36. Goldberger A et al Experientia 44 983 (1988)
  37. Goldberger A, Rigney D, Mietus E Sci. Amer. 262 ((2)) 25 (1990)
  38. Chaos Theory in Psychology and the Life Sciences Eds R Robertson, A Combs (Mahwah, N.J.: Lawrence Erlbaum Associates, 1995)
  39. Shinbrot T, Grebogi C, Ott E, Yorke J A Nature (London) 363 411 (1993)
  40. Magnasco M O Phys. Rev. Lett. 71 1477 (1993)
  41. Rousselet J et al Nature (London) 370 446 (1994)
  42. Huan-Xiang Zhou, Yi-der Chen Phys. Rev. Lett. 77 194 (1996)
  43. Riskin H The Fokker-Plank Equation (Berlin: Springer-Verlag, 1984)
  44. Horsthemke W, Lefever R Noise-Induced Transitions (Berlin: Springer-Verlag, 1984); Translated into Russian, Horsthemke W, Lefever R Noise-Induced Transitions (Moscow: Mir, 1987)
  45. Astumian D R Science 276 917 (1997)
  46. Sidorenko N P, Deshcherevsky V I, Ivanitsky G R Dokl. RAN 335 806 (1994)
  47. Ivanitski&ibreve; G R et al Biofizika 40 60 (1995)
  48. Ivanitski&ibreve; G R, Krinski&ibreve; V I, Sel'kov E E Matematicheskaya Biofizika Kletki (Mathematical biophysics of cell) (Moscow: Nauka, 1978)
  49. Medvinski&ibreve; A B et al Dokl. RAN 318 454 (1991)
  50. Bennett Ch H, Landauer R Sci. Amer. 253 ((1)) 24 (1985)
  51. Bennett Ch H, Landauer R Int. J. Theor. Physics 21 905 (1982)
  52. Bennett Ch H, Landauer R Ann. N.-Y. Acad. of Sci. 426 161 (1985)
  53. Liberman E A Biofizika 17 932 (1972)
  54. Liberman E A Biofizika 19 148 (1974)
  55. Liberman E A Biofizika 20 432 (1975); Liberman E A Biophysics 20 436 (1975)
  56. Crick F Science 204 264 (1979)
  57. Ziff E B Nature (London) 287 491 (1980)
  58. Michal S Perpetuum Mobile Vcera a Dnes (Perpetuum mobile yesterday and today) (Praha: SNTL, 1981); Translated into Russian, Michal S Perpetuum Mobile Vcera a Dnes (Perpetuum mobile yesterday and today) (Moscow: Mir, 1984)
  59. Pokrovski&ibreve; V N Usp. Fiz. Nauk 164 397 (1994); Pokrovski&ibreve; V N Phys. Usp. 37 375 (1994)
  60. McCammon J A, Gelin B R, Karplus M Nature (London) 267 585 (1977)
  61. McCammon J A, Gelin B R, Karplus M Sc. Amer. 254 ((4)) 4 (1986)
  62. Ringe D, Petsko G A Prog. Biophys. & Mol. Biol. 45 197 (1985)
  63. Whetly D N Life Sci. 36 299 (1985)
  64. Agutter P S, Malone P C, Wheatly D N Theor. Biol. 176 261 (1995)
  65. Wheatly D N J. Biol. Edu 27 181 (1993)
  66. Wheatly D N, Malone P C Biol. Cell 79 1 (1993)
  67. Fick A Ann. Phys. (Leipzig) 170 59 (1855)
  68. Skulachev V P Transformatsiya Energii v Biomembranakh (Transformation of energy in biomembranes) (Moscow: Nauka, 1972)
  69. Skulachev V Molecular Mechanisms in Bioenergetics Ed. L Ernster (Amsterdam: Elsevier, 1992) p. p. 37
  70. Kharakoz D P Biofizika 40 1354 (1995)
  71. Wijmans J G, Baker R W J. Memb. Sci. 107 1 (1995)
  72. Blumenfeld L A Problemy Biologicheskoi Fiziki (Problems of biological physics) (Moscow: Nauka, 1977); Translated into English, Blumenfeld L A Problemy Biologicheskoi Fiziki (Problems of biological physics) (Berlin: Springer-Verlag, 1981)
  73. Gray C M et al Nature (London) 338 334 (1989)
  74. Borisyuk R M "Oscillatornye ne&ibreve;ronnye seti (Oscillatory neural networks)" Abstract of doctoral thesis (Pushchino: ITEB RAN, 1996)
  75. Abarbanel H D I et al Usp.Fiz. Nauk 166 363 (1996); Abarbanel H D I et al Phys. Usp. 39 337 (1996)
  76. Uhlenbeck G E, Ornstein L S Phys. Rev. 36 823 (1930)
  77. Levy P Theorie de l'Addition des Variables Aleatoires 2 ed (Paris: Gauthier-Villars, 1954)
  78. Shlesinger M F, Zaslavsky G M, Klafter J Nature (London) 363 31 (1993)
  79. Klafter J, Shlesinger M F, Zumofen G Phys. Today 49 ((2)) 33 (1996)
  80. Olemsko&ibreve; A I, Flat A Ya Usp. Fiz. Nauk 163 ((12)) 1 (1993); Olemsko&ibreve; A I, Flat A Ya Phys. Usp. 36 1087 (1993)
  81. Fractals in Physics Eds L Pietronero, E Tosatti (Amsterdam: North-Holland, 1986); Translated into Russian, Olemsko&ibreve; A I, Flat A Ya Fractals in Physics (Moscow: Mir, 1988)
  82. Krest'eva I B et al Dokl. RAN 351 406 (1996)
  83. Tsyganov M A et al Dokl RAN 351 561 (1996)
  84. Ben-Jacob E, Shmueli H Physica A 187 378 (1992)
  85. Ben-Jacob E Contemp. Phys. 34 247 (1993)
  86. Ben-Jacob E, Schochet O Nature (London) 368 46 (1994)
  87. Kalinin F L, Lobov V P, Zhidkov V A Spravochnik po biokhimii (Handbook of Biochemistry) (Kiev: Naukova Dumka, 1971)
  88. White A et al Principles of Biochimistry (New York: McGraw-Hill, 1978); Translated into Russian, White A et al Principles of Biochimistry (Moscow: Mir, 1981)
  89. Kolmogorov A N Problemy peredachi informatsii 1 ((1)) 3 (1965)
  90. Kolmogorov A N Problemy peredachi informatsii 5 ((3)) 3 (1969)
  91. "Materialy simposiuma 'Kosmofizicheskie fluktuatsii v biologiches- kikh i fiziko-khimicheskikh sistemakh' (Materials of symposium on 'Cosmophysical fluctuations in biological and physico-chemical systems')" Biofizika 37 ((3–4)) (1992); Kolmogorov A N Biophys. 37 ((3–4)) (1992)
  92. Ivanitski&ibreve; G R Neiroinformatika i mozg (Neuroinformation Science and Brain, Ser. Fizika, vyp. 6) (Moscow: Znanie, 1991)
  93. Tsyganov M A et al Dokl. RAN 333 532 (1993)
  94. Ivanitski&ibreve; G R et al Biotekhnika — novoe napravlenie komp'yuterizatsii (Bioengineering — a new direction in computerization) Ed. G R Ivanitski&ibreve; (Moscow: Nauka, 1990)
  95. Tarakhovsky Yu S, Ivanitsky G R Biokhimiya 63 5 (1998)
  96. Ivanitski&ibreve; G R, Vorob'ev S I Vestnik RAN 67 998 (1997)
  97. New Technology (Tokyo: NEDO, 1997)
  98. Ivanitski&ibreve; GR, Vorob'ev S I Biofizika 41 178 (1996); Ivanitski&ibreve; GR, Vorob'ev S I Biophys. 41 189 (1996)

© Успехи физических наук, 1918–2022
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение