Показано, що розподіл нейронних молекул клітинної адгезії (NCAM) на поверхні нейритів нейронів гіпокампа миші, що активно ростуть за умов культивування, складається принаймні з двох складових. Одна з них проявляється в експоненціальному зменшенні імунофлуоресценції NCAM, яке спостерігалося по мірі віддалення від соми та конуса росту нейриту в бік центральної частини останнього. Ця складова може бути описана моделлю, яка припускає дифузний перерозподіл NCAM із місця переважного вбудовування таких молекул (соми нейрона і конуса росту). Інша складова виявляється за присутністю кластерів NCAM, які аперіодично розподілені вздовж нейритів. Деякі з таких кластерів (які спостерігалися після імунозабарвлення живих гіпокампальних нейронів антитілами до NCAM) можуть стрибкоподібно рухатися вздовж нейритів як в антероградному, так і в ретроградному напрямку, причому швидкість їх руху під час стрибка сягає 0,5 мкм/с. Зроблено висновок, що крім пасивної дифузії NCAM існує активний механізм перерозподілу даних молекул у центральній частині нейритів.

Поверхностная плотность молекул клеточной адгезии (САМ) в дистальных участках растущего нейрита во многих случаях является условием его успешного роста. Такое увеличение плотности достигается путем экзоцитозного встраивания везикул, содержащих в себе САМ, в мембрану конуса роста с последующим перераспределением САМ вдоль клеточной поверхности за счет латеральной диффузии и эндоцитоза. Используя математическую модель указанных процессов, количественно описаны условия, при которых в разветвленном нейрите возможно возникновение двух качественно различных распределений: поверхностная плотность САМ возрастает вдоль обеих дочерних ветвей, что должно способствовать росту обеих этих ветвей, т. е. успешному ветвлению, поверхностная плотность САМ возрастает вдоль одной из дочерних ветвей и уменьшается вдоль второй, что может привести к ретракции последней. Показано, что распределения поверхностной плотности САМ определяются геометрическими факторами и механизмами внутриклеточного транспорта САМ в конусы роста дочерних ветвей. Сходные диаметры дочерних ветвей, их небольшая длина, интенсивный латеральный перенос САМ, а также перераспределение САМ в точке ветвления пропорционально площади поверхности дочерних ветвей способствуют увеличению поверхностной плотности САМ вдоль обеих дочерних ветвей. Асимметричное ветвление может привести к уменьшению поверхностной плотности САМ вдоль более тонкой или более толстой дочерней ветви, если САМ распределяются поровну или пропорционально площади поперечного сечения ветви соответственно.

Предположенная модель помогает понять возможную связь между внутриклеточным транспортом САМ, их поверхностным распределением и геометрией ветвления нейритов.

Адгезивні взаємодії клітина - клітина та клітина - субстрат, що опосередковуються різними типами молекул клітинної адгезії (МКА), мають велике значення для росту та міграції відростків. Було проведено модельні дослідження впливу геометрії розгалужених клітинних відростків на латеральний перерозподіл МКА внаслідок ретроградної латеральної дифузії з частини клітини, що росте, куди МКА доставляються різними типами транспорту. Модель включає в себе транспорт МКА до активної (що росте) частини та вбудовування МКА до її мембрани, латеральний дифузійний перерозподіл, утворення та дисоціацію комплексів МКА - ліганд, а також інтерналізацію МКА в процесі ендоцитозу. Через те, що швидкість росту менше швидкості транспорту й швидкості дифузії на два і на один порядок відповідно, розглядалися стаціонарні розподіли МКА. Були розглянуті три можливі типи внутрішньоклітинного перерозподілу МКА між дочірніми гілками: рівне, пропорційне площі поперечного перетину гілки та пропорційне площі поверхні гілки. Асиметрія галуження призводила до нерівномірності розподілу поверхневої щільності МКА вздовж гілок. Форма розподілів залежала від типу внутрішньоклітинного транспорту; дана обставина може зумовлювати різні режими росту. Можна припустити, що залежно від цих режимів первинна асиметрія галуження або посилюється, або зменшується в перебігу наступного розвитку.