Unifying principles of calcium wave propagation - Insights from a three-dimensional model for atrial myocytes

میوسیت های پرولیال در تعدادی از گونه ها دارای لوله های عرضی نیستند. در نتیجه، سیگنال های کلسیم داخل سلولی که در طی هر ضربان قلب اتفاق می افتد، دینامیک مکانی فیزیکی پیچیده ای را نشان می دهد. این الگوهای کلسیم ناشی از امواج کلسیم نمکی است که از طریق دورهای متوالی انتشار و کلسیم ناشی از کلسیم منتشر می شود. بسیاری از پارامترهایی که باعث انتشار کلسیم ناشی از کلسیم و انتشار سیگنال کلسیم می شوند، دشوار است بدانند که آیا امواج کلسیم با موفقیت سفر می کنند یا خاموش می شوند. در این مطالعه، ما به طور دقیق توصیف یک مدل ریاضی از سیگنالینگ کلسیم که اجازه می دهد تا اثر این پارامترها به طور مستقل ارزیابی شود. یک جنبه کلیدی این مدل این است که دنبال کردن و تکامل سیگنالهای کلسیم در یک حجم سلولی سه بعدی واقع در یک میوسیت پروبیال باشد، اما با هزینه کم محاسباتی. این امر با حل معادله انتقال خطی برای تجزیه و تحلیل کلسیم بین حوادث آزادسازی کلسیم و بیان واژۀ آزادسازی کلسیم به عنوان یک فرایند آستانه به دست می آید. این مدل پیش بینی های غیر شهودی را در مورد انتشار سیگنال کلسیم انجام می دهد. به عنوان مثال، مدل سازی ما نشان می دهد که مرز یک سلول موجب هدایت موج می شود که یون های کلسیم را برای بیشتر و طولانی تر گسترش می دهد و می تواند الگوی حرکت حرکت موج کلسیم را تغییر دهد. وضوح بالا فضایی چارچوب مدل سازی اجازه می دهد تا هر گونه ترتیب از سایت های انتشار کلسیم را مطالعه کند. ما نشان می دهیم که حتی تغییرات کوچک در سایت های انتشار یافته به طور تصادفی باعث پاسخ های سلولی بسیار ناهمگون می شود. این مقاله بخشی از یک موضوع ویژه به نام: 13 سمپوزیوم اروپا در مورد کلسیم است.