Modeliranje vpliva cikličnega gvanozin monofosfata (cGMP) na od kalcija odvisen tonus gladkih mišičnih celic arterijŠutar, Nina (Avtor) Fajmut, Aleš (Mentor) arterijagladka mišična celicakalcijdušikov oksidkontrakcijamembranska napetostionski tokovimatematični modelV magistrski nalogi je izdelan in analiziran model za simulacijo od kalcija (Ca2+) odvisnega razvoja sile v gladkih mišičnih celicah (GMC) arterij. Z modelom simuliramo vpliv povišane produkcije cikličnega gvanozin monofosfata (cGMP), ki v celici nastane kot posledica povišane ravni dušikovega oksida (NO) v endoteliju žil, na obliko signala Ca2+ v citoplazmi GMC. NO lahko nastaja v endotelijski plasti žilne stene kot posledica povišane strižne napetosti krvi na stene arterij. NO iz endotelijskih celic difundira v gladko mišičnino, kjer stimulira produkcijo cGMP. V magistrskem delu je glavna tema modeliranje vpliva koncentracije tega sekundarnega prenašalca na od Ca2+ odvisen razvoj sile v GMC. V modelu za kodacijo signala Ca2+ v citoplazmi GMC upoštevamo vpliv molekule cGMP na od kalcija odvisne kanale za kalij (K+) (KCa) in klor (Cl-) (ClCa), izmenjevalce natrija (Na+) in kalcija (Ca2+) (NCX) in črpalke Na+ in K+ (Na/K). Poleg tega model vključuje še prehajanje Ca2+ skozi napetostno odvisne kanale (VOCC), črpalke za Ca2+ v celični membrani (PMCA) in v sarkoplazemskem retikulumu (SR) (SERCA), kanale, ki so odvisni od inozitol trifosfata (IP3) in Ca2+ (ICICR). Model vključuje še pasivno prehajanje vseh ionov, t.j. ionov Cl-, Na+, K+ in Ca2+ preko membrane. Z električnimi tokovi teh ionov je pogojena tudi membranska napetost. V modelu upoštevamo še vezavo Ca2+ na proteine v SR in v citoplazmi. Razvoj sile modeliramo s 4-stanjskim modelom interakcij med miozinom in aktinom, ki jih regulira aktivna oblika encima kinaze lahkih verig miozina (MLCK), ki je odvisna od Ca2+. Razvoj sile modeliramo v območju koncentracije cGMP med 0 in 10∙10-3 mol/m3. Pri vrednosti [cGMP] = 6∙10-3 mol/m3 doseže povprečna vrednost koncentracije Ca2+ v citoplazmi ([Ca2+]c,pov) svoj minimum. Ker [Ca2+]c,pov močno korelira z razvito silo v GMC, pri enaki vrednosti [cGMP], doseže svoj minimum tudi sila, katere vrednost znaša 25% maksimalne sile, ki jo je celica sposobna razviti. Pri zelo nizki koncentraciji cGMP ([cGMP]=0,01∙10-3 mol/m3) pa znaša sila 61% maksimalne sile. Padec sile v odvisnosti od cGMP je pogojen s spremembo frekvence in amplitude oscilacij Ca2+ v citoplazmi.[N. Šutar]20152015-04-14 08:09:47Magistrsko delo/naloga47825UDK: 577:519.8(043.2)COBISS_ID: 21349384NUK URN: URN:SI:UM:DK:HEFCJE1Zsl