Etude théorique de l'élasticité et des fluctuations de la membrane du globule rouge

par Cyril Dubus

Thèse de doctorat en Physique des liquides

Sous la direction de Jean-Baptiste Fournier.

Soutenue en 2007

à Paris 7 .


  • Résumé

    Les globules rouges traversent des vaisseaux capillaires dont le diamètre est inférieur au leur. Ils doivent pour cela être capables de se déformer de manière importante sans relâcher leur contenu intérieur. Ceci nécessite des propriétés élastiques remarquables, lesquelles leur sont conférées par leur membrane composite. Celle-ci est constituée d'une bicouche lipidique à laquelle sont accrochés des filaments de protéines formant un réseau bidimensionnel grossièrement triangulaire, le cytosquelette. L'une des manières d'étudier l'élasticité du globule rouge et d'observer les fluctuations de hauteur de sa membrane. Dans une première partie nous déterminons l'expression la plus générale de l'énergie élastique à l'ordre quadratique d'un réseau triangulaire régulier pour lequel les interactions sont limitées aux premiers et seconds voisins. Dans les parties suivantes, nous présentons un nouveau modèle de la membrane composite du globule rouge et nous établissons le spectre statique puis le spectre dynamique de ses fluctuations d'équilibre, que nous relions à ses caractéristiques microscopiques. Le spectre statique est analysé dans le cas d'un globule rouge avec une cytosquelette parfait et dans le cas d'un cytosquelette présentant des défauts. Le spectre dynamique est analysé dans la limite d'un cytosquelette parfait et peu étiré.

  • Titre traduit

    Elasticity and fluctuations of the red blood cell membrane : a theoretical study


  • Résumé

    The red blood cells pass through capillary vessels whose diameters are smaller than theirs. For this, they must be able to be greatly distorted without losing their content. This requires remarkable elastic properties, which are provided by their composite membrane. This one is made of a lipidic bilayer to which a protein skeleton is pinned. This skeleton forms a bidimensional and roughly triangular lattice. One way to study the elasticity of the red blood cell is to observe its membrane height fluctuations. In the first chapter, we determine the most general expression to the quadratic order of the elastic energy of a regular triangular network, taking into account up to second nearest neighbour interactions. In the following chapters, we present a new model for the red blood cell composite membrane and we establish both its static and dynamic equilibrium fluctuation spectrum, which we link to its microscopic features. The static spectrum is analysed in the case of a red blood cell with a perfect cytoskeleton and in the case of a red blood cell with cytoskeletal defects. The dynamic spectrum is analyzed in the limit of a perfect and fewly expanded cytoskeleton.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (182 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : 135 réf.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • PEB soumis à condition
  • Cote : TS (2007) 205
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