Analiza širjenja kalcijevih valov v tridimenzionalnih tkivih: od teorije do eksperimentaZakelšek, Darko (Avtor) Gosak, Marko (Mentor) Dolenšek, Jurij (Komentor) Langerhansovi otočkicelice betakalcijevi valovimedcelična sklopitevnumerično modeliranje.V nalogi smo preučevali razširjanje kalcijevih valov med celicami beta v Langerhansovih otočkih. Ti valovi so pomemben sinhronizacijski mehanizem in izvirajo iz oscilatorne dinamike koncentracije kalcijevih ionov znotraj pankreasnih celic beta, do katere pride, ko so celice stimulirane z glukozo. V nalogi smo najprej pojasnili fiziološke mehanizme, ki vodijo do oscilirajoče kalcijeve signalizacije in izpostavili pomembnost sinhronega delovanja celic beta. Znano namreč je, da ob razvoju sladkorne bolezni tipa 2, celice postanejo manj usklajene, vzorci izločanja inzulina pa so zaradi tega nepravilni. Organizacijski principi proženja kalcijevih valov niso povsem znani, eksperimentalni podatki pa so omejeni, saj lahko opazujemo le eno dvodimenzionalno presečno ravnino tkiva. V magistrskem delu smo se problematike lotili postopno. Najprej smo teoretično obravnavali prenos krožnih valov po tkivu in izpeljali, kako lahko določimo izvore valov le na podlagi poznavanja profila aktivacij v eni presečni ravnini. V nadaljevanju smo izdelali numerični model, s katerim smo po eni strani preverili naše teoretične napovedi, po drugi strani pa tudi preučili, kako na širjenje valov vplivajo realni fiziološki dejavniki, kot sta heterogenost celic in stohastična narava celične signalizacije. Izkazalo se je, da lahko z našim modelom precej natančno določimo izvore valov. V zadnjem delu smo naš teoretični konstrukt uporabili še za analizo eksperimentalnih meritev širjenja valov po tkivni rezini in določili izvore kalcijevih valov ter ocenili njihovo hitrost. Rezultati naloge pomenijo korak naprej pri razumevanju narave kalcijeve signalizacije in funkcionalne organiziranosti celic beta v Langerhansovih otočkih.[D. Zakelšek]20192019-09-20 10:12:31Magistrsko delo/naloga75086sl