Русский
!

Conference publications

Abstracts

XXVI conference

Building the minimal computational model of calcium dynamics in platelet cytosol

Balabin F.A., Pashchenko I.A.1, Rogatykh D.A., Zhizhaikina I.E.2, Sveshnikova A.N.

Center for Theoretical Problems of Physicochemical Pharmacology, Russian Academy of Sciences, 4 Kosygina St, Moscow 119991, Russia

1- Faculty of Physics, Lomonosov Moscow State University, 1-2 Leninskie Gory, GSP-1, Moscow 119991, Russia

2I.M. Sechenov First Moscow State Medical University, 8 Trubetskaya st.119991, Moscow, Russia

1 pp. (accepted)

Ионы кальция являются основным вторичным посредником при активации тромбоцитов. Известно, что в ходе этого процесса концентрация кальция нарастает в виде осцилляций. В настоящее время накоплены экспериментальные данные о динамике концентрации кальция в тромбоцитах, но отсутствует модель, способная качественно описывать этот процесс без потери предсказательной силы.

Цель данной работы - выявление механизмов, описывающих динамику концентрации кальция в тромбоцитах, были выполнены задачи: построить систему дифференциально-алгебраических уравнений второго порядка, описывающую динамику концентрации кальция в тромбоцитах здоровых доноров; исследовать поведение модели при варьировании параметров, отвечающих за метаболические функции клетки; исследовать роль диффузии в распространении кальция в цитоплазме тромбоцита, анализируя систему реакция-диффузия, полученной добавлением к точечной модели диффузионных членов.

В результате работы была модифицирована классическая модель Кайзера – де Янга, описывающая осцилляции концентрации кальция при повышении внутриклеточной концентрации вторичного мессенджера инозитол-3-фосфата. Главным недостатком данной модели применительно к тромбоциту стало то, что она не могла корректно описывать форму кальциевого пика. Учет кооперативности ответов инозитолтрифосфат-рецепторов вкупе с включением в модель буферизации ионов кальция позволили справиться с этой задачей. При этом модель описывает имеющиеся экспериментальные данные: частота осцилляций составляет 0.4 Гц.

У здорового человека тромбоциты неоднородны по размеру, возрасту и запасам АДФ в момент наблюдения. Было показано, что уменьшение объема клетки и значения параметра, связанного с внутриклеточной концентрацией АТФ приводит к росту частоты осцилляций и среднего уровня концентрации кальция в тромбоците.

Добавление в модель диффузионных членов и ее интегрирование в одномерном пространстве позволило впервые показать, что в тромбоцитах возникают кальциевые волны, бегущие со скоростью до 5 мкм/с. Все представленные результаты были подтверждены в экспериментах с одиночными тромбоцитами.

Таким образом, кальциевая сигнализация в тромбоците управляется выходом ионов кальция из внутриклеточных хранилищ, при этом форма пика и амплитуда осцилляций кальция определяются цитозольными буферными системами.



© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533