1. Spremembe znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov v akutnih tkivnih rezinah trebušne slinavke glodavskih modelovViljem Pohorec, 2022, doctoral dissertation Abstract: Sladkorna bolezen tipa 2 globalno predstavlja vse večji javnozdravstveni problem, številne raziskave pa se posledično osredotočajo na mehanizme normalnega in motenega delovanja Langerhansovih otočkov trebušne slinavke. Laboratorijske miši zaradi strukturnih in funkcionalnih podobnosti Langerhansovih otočkov s človeškimi predstavljajo pomemben model v raziskavah fizioloških procesov trebušne slinavke. Z razvojem genetskih, prehranskih, farmakoloških in kirurških mišjih modelov bolezni pa nudijo tudi vpogled v patofiziološke mehanizme od začetnih sprememb v tarčnih tkivih pri sladkorni bolezni tipa 2 do razvoja adaptacije Langerhansovih otočkov, dekompenzacije in dolgoročnih posledic sladkorne bolezni tipa 2. V zadnjem času postaja vse bolj jasno, da je pri razvoju mišjega modela sladkorne bolezni tipa 2 zelo pomembno genetsko ozadje, oziroma linija in podlinija miši, ki je osnova za model, saj lahko razlika v genetskem ozadju vodi do razlik v fenotipu, ki jih posledično napačno pripišemo učinkom proučevane intervencije raziskave.
V doktorskem delu smo zato proučili z glukozo stimulirane spremembe znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov v celicah beta treh pogosto uporabljenih linij in podlinij miši, in sicer pri outbridirani podliniji NMRI in dveh inbridiranih podlinijah C57BL/6J in C57BL/6N. V ta namen smo uporabili metodo akutnih tkivnih rezin trebušne slinavke in fluorescenčno konfokalno mikroskopijo, ki omogoča zajemanje sprememb v kalcijevih signalih, ki nastanejo kot posledica stimulacije z glukozo, v številnih celicah beta sočasno. Tako smo neposredno primerjali vpliv koncentracijske odvisnosti glukoze na kalcijevo signalizacijo v omenjenih treh linijah miši, razlike med posameznimi linijami in variabilnost odzivov, in sicer v fazi aktivacije, kjer smo proučevali zamike od izpostavitve stimulacijski koncentraciji glukoze do odzivov, v fazi platoja, kjer smo proučevali trajanja in frekvence oscilacij kalcijevih ionov ter aktivni čas, in v fazi deaktivacije, kjer smo proučevali zamike od prenehanja izpostavitve stimulacijske koncentracije glukoze do prenehanja kalcijevih odzivov.
Ugotovili smo razlike v vseh treh proučevanih fazah odziva kalcijevih ionov na stimulacijo z glukozo, pri čemer velja posebej izpostaviti desnostranski premik krivulje odnosa med odmerkom in odzivom v fazi aktivacije v primeru inbridiranih podlinij in levostranski premik te krivulje v fazi deaktivacije v primeru linije C57BL/6J. V fazi platoja smo opazili kvantitativne in kvalitativne razlike v dinamiki koncentracije kalcijevih ionov, ki so nastale med linijami in tudi znotraj posamezne linije ob stimulaciji z različnimi koncentracijami glukoze. Pomembno pa je poudariti, da se je aktivni čas, to je produkt med frekvenco in trajanjem kalcijevih oscilacij, izkazal za zelo robustno mero, ki narašča z naraščajočo koncentracijo glukoze pri vseh linijah z enako dinamiko.
Opažene razlike med inbridiranimi in outbridiranimi linijami kot tudi znotraj obeh genetsko podobnih si inbridiranih podlinij govorijo v prid pomembnosti izbire in ustreznega poročanja genetskega ozadja miši v načrtovanju in pri objavljanju izsledkov raziskav nasploh, za mišje modele sladkorne bolezni tipa 2 pa pričujoče delo predstavlja pomemben referenčni okvir, ki ga doslej v tej obliki v literaturi ni bilo.
Keywords: celice beta, mišji model, slikanje kalcija, glukozna odvisnost, tkivna rezina
Published in DKUM: 27.10.2022; Views: 259; Downloads: 54
 Full text (3,33 MB) |
2. Vpliv presnovnega sindroma na razvoj anksioznemu in depresivnemu vedenju podobnega obnašanja pri mišjem modelu sladkorne bolezni tipa 2 : magistrsko deloNika Polšak, 2022, master's thesis Abstract: V današnjem času je presnovni sindrom vse bolj pogosta presnovna motnja. Presnovni sindrom je močno povezan s sladkorno boleznijo tipa 2 (SBT2) in duševnimi motnjami. Predvsem prevalenci anksioznosti in depresivnosti naraščata na globalni ravni. Namen raziskave je bil preučiti pojav anksioznemu in depresivnemu vedenju podobnega obnašanja na mišjem modelu SBT2. Pri tem nas je zanimal tudi vpliv spola. V ta namen smo miši razdelili v tri skupine. Prva skupina je predstavljala kontrolno skupino, ki smo jo hranili s standardno prehrano (CD). Drugo skupino smo hranili z zahodno dieto (WD). Tretjo skupino smo po obdobju hranjenja z WD izpostavili kratkotrajni kalorični restrikciji (RCD), saj nas je zanimalo, ali bo kalorična restrikcija, ki povzroči remisijo SBT2, povzročila tudi zmanjšanje nagnjenosti k anskioznemu in depresivnemu vedenju podobnemu obnašanju. Vpliv prehranskega režima smo ocenjevali s pomočjo vedenjskih testov. Za ocenjevanje lokomotorike smo uporabili test odprtega polja (OFT), za ocenjevanje anskioznemu vedenju podobnega obnašanja test dvignjenega labirinta v obliki križa (EPM) in za ocenjevanje depresivnemu vedenju podobnega obnašanja test prisilnega plavanja (FST). Ugotovili smo, da indukcija SBT2 z zahodno dieto ni vplivala na pojav anskioznemu in depresivnemu vedenju podobnega obnašanja pri miših. Prav tako na pojav omenjenih motenj ni vplival spol. Ugotovili pa smo, da so bile WD samice bolj aktivne kot WD samci (bile so hitrejše, prehodile so večjo razdaljo in manj časa mirovale). V skladu s tem, da indukcija SBT2 ni vplivala na teste anskioznemu in depresivnemu podobnemu obnašanju, tudi kalorična restrikcija ni vplivala na k anskioznemu in depresivnemu vedenju podobnemu obnašanju. Opazili smo vpliv habituacije na nekatere vedenjske teste. Pri testu OFT smo opazili zmanjšanje raziskovalnega vedenja pri ponavljanju testa, pri testu EPM pa zmanjšano raziskovanje odprtih krakov pri ponavljanju testa.
Keywords: presnovni sindrom, sladkorna bolezen, anksioznost, depresivnost, zahodna dieta, kalorična restrikcija, vedenjski testi
Published in DKUM: 06.04.2022; Views: 406; Downloads: 37
Full text (2,41 MB) |
3. Vplivi kalorične restrikcije na dinamiko kalcijevih oscilacij celic beta trebušne slinavke v mišjem modelu sladkorne bolezni tipa 2Jan Kopecky, 2021, master's thesis Abstract: Sladkorna bolezen tipa 2 (SB2) je zapletena presnovna bolezen, za katero je značilna izguba funkcije celic beta v Langerhansovih otočkih. Ker predstavlja SB2 vedno večji globalni problem, je potrebno poglobiti naše znanje in iskati nove metode ter terapevtske načine, kako jo zajeziti. Dinamika znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov v celicah beta igra ključno vlogo pri sklopitvi med stimulusom in sekrecijo ter je tesno povezana z izločanjem inzulina. Zato je razumevanje tega procesa ključno za vpogled v mehanizme, prisotne pri SB2. Kratkotrajna kalorična restrikcija vodi do remisije SB2. Da bi razjasnili naše razumevanje o vplivu kalorične restrikcije na celice beta in mehanizma remisije SB2, smo v magistrski nalogi raziskovali vpliv kalorične restrikcije na dinamiko kalcijevih oscilacij v celicah beta. Poskuse smo izvedli na samcih miši linije C57BL/6J, ki smo jih razdelili v tri skupine. Ena skupina miši je prejemala kontrolno prehrano (CD), druga zahodno prehrano (WD), tretjo pa smo po določenem času hranjenja z WD izpostavili kalorični restrikciji (RCD). Pri WD miših se je pojavila delno kompenzirana SB2, inzulinska rezistenca in hiperglikemije na tešče. Dinamiko znotrajcelične koncentracije kalcijevih ionov smo snemali s konfokalnim mikroskopom na akutnih tkivnih rezinah trebušne slinavke ob stimuliranju z različnimi koncentracijami glukoze. Zaznali smo značilen vzorec kalcijevih oscilacij celic beta. V svoji magistrski nalogi sem podrobneje preučeval plato fazo oscilacij znotrajcelične koncentracije kalcijevega iona, natančneje aktivni čas, frekvence in dolžine oscilacij. Celice beta WD miši so delno kompenzirale inzulinsko rezistenco s povečano aktivnostjo, ki se je izrazila predvsem v aktivnem času oscilacij. Ugotovili smo, da je kalorična restrikcija signifikantno znižala aktivni čas in dolžino oscilacij. Ko smo preučevali vpliv koncentracije glukoze na dinamiko kalcijevih oscilacij, smo pri vseh skupinah zasledili trend naraščanja aktivnega časa in dolžine oscilacij ob naraščanju koncentracije glukoze. Pri frekvenci oscilacij nismo zaznali jasnega vzorca ne med tretmaji in ne ob večanju koncentracije glukoze. Kratkotrajna kalorična restrikcija je izboljšala inzulinsko občutljivost, povzročila normoglikemijo in povrnila aktivnost celic beta na raven CD miši. Rezultati nam nudijo boljši vpogled v mehanizme SB2 in nudijo dobro platformo za študij SB2 na živalskih modelih.
Keywords: celice beta, kalcijev ion, kalorična restrikcija, Langerhansov otoček, zahodna dieta, inzulin
Published in DKUM: 24.12.2021; Views: 699; Downloads: 57
Full text (2,79 MB) |
4. Vpliv zahodnjaške prehrane na strukturo glomerula in zamaščenost ledvične skorje pri mišihEnej Šuberger, 2021, master's thesis Abstract: V zadnjih desetletjih je na svetovnem nivoju opazno drastično povečanje populacije s prekomerno telesno težo, kar je poglaviten razlog za pojav številnih bolezni. Zaradi tesne povezanosti s sladkorno boleznijo tipa 2 in hipertenzijo sta prekomerna teža in debelost pomembna dejavnika za kronično ledvično bolezen in končno odpoved ledvic.
Namen raziskave je bil odkriti posledice zahodnjaške prehrane na strukturo glomerula in akumulacijo lipidov v ledvični skorji mišjega seva C57BL/6L, ki je dovzeten za sladkorno bolezen tipa 2. Kontrolna skupina živali je bila hranjena s standardno prehrano medtem, ko je bila testna skupina hranjena z zahodnjaško dieto. Po osemtedenskem hranjenju smo analizirali strukturo ledvične skorje miši. Poltanke tkivne rezine smo pregledali s svetlobnim mikroskopom z namenom opazovanja sprememb v strukturi glomerula in zamaščenosti ledvične skorje. Ultratanke tkivne rezine smo pregledali s transmisijskim elektronskim mikroskopom (TEM) in se osredotočili na spremembe integritete glomerulne bazalne lamine (BL).
Ugotovili smo, da je zamaščenost ledvične skorje miši, hranjenih z zahodnjaško prehrano veliko večja od tistih, hranjenih s standardno prehrano. Zamaščenost se je odražala v večji pokrovnosti lipidnih kapelj v tkivnih rezinah ter v večjih in številčnejših kapljah. Pri glomerulih smo pri skupini, hranjeni z zahodnjaško prehrano, opazili povečanje Bowmanovih prostorov, za kar predvidevamo, da je posledica hiperfiltracije. Ugotovili smo, da pri hranjenju z zahodnjaško prehrano pride do povečanja glomerulnega volumna. Debelina bazalne lamine testne skupine se ni razlikovala od debeline bazalne lamine kontrolne skupine. V tkivnih rezinah miši testne skupine pa smo opazili številne odcepitve podocitnih nožic od bazalne lamine ter odcepljanja primarnih izrastkov od telesa podocitne celice, kar nakazuje na delno izgubo integritete bazalne lamine in na zmanjšanje funkcije filtracije. Z raziskavo smo dokazali, da zahodnjaški način hranjenja negativno vpliva na ledvično morfologijo. Na podlagi spremenjene ledvične morfologije sklepamo na upad funkcionalnosti. Nadaljnje raziskave so potrebne za boljše razumevanje mehanizmov tako na celičnem kot na genetskem nivoju, preko katerih debelost deluje na ledvično okvaro.
Keywords: akumulacija lipidov, bazalna lamina, Bowmanov prostor, glomerul, HFD, ledvica, podociti, sladkorna bolezen, zahodnjaška prehrana, zamaščenost ledvice
Published in DKUM: 13.10.2021; Views: 489; Downloads: 64
Full text (2,70 MB) |
5. Vpliv zahodnjaške prehrane na strukturo in ultrastrukturo celic tankega črevesa mišiNina Lešnik, 2021, master's thesis Abstract: Ustrezen vnos maščob s hrano je pomemben za številne procese, kot sta npr. energetski metabolizem in nadzor telesne mase. Raziskovalci ugotavljajo, da se je v zadnjih letih močno spremenil način prehranjevanja ljudi. Hrana vsebuje vedno več transmaščobnih kislin, nasičenih maščob in holesterola, beljakovin, saharoze ter fruktoze in natrija. Prekomerno uživanje hrane z visoko vsebnostjo naštetih snovi pogosto vodi v debelost, k nastanku inzulinske rezistence, hipertenziji ter povzroča strukturne spremembe tkiv v človeškem organizmu.
Z uporabo mišjega modela smo želeli preučiti strukturo enterocitov (absorpcijskih celic) in čašastih celic (mukoznih celic) v tankem črevesu miši po uživanju zahodnjaške prehrane. Mišim C57BL/6J, ki so bile osem tednov hranjene z zahodnjaško prehrano, in kontrolni skupini miši, hranjenih s standardno prehrano, smo izolirali tanko črevo in analizirali njegovo strukturo. Tkivne rezine vzorcev tankega črevesa obeh skupin miši smo pregledali s svetlobno mikroskopijo in transmisijsko elektronsko mikroskopijo.
Ugotovili smo, da se struktura absorpcijskih in mukoznih celic v tankem črevesu miši, hranjenih z zahodnjaško prehrano, razlikuje od strukture omenjenih celic pri kontrolni skupini miši. Pri pregledu ultratankih rezin tkiva tankega črevesa miši, hranjenih z zahodnjaško prehrano, smo v citoplazmi celic opazili lipidne kaplje in avtofagne strukture. Druge strukturne značilnosti teh celic so bili še spremenjeni mitohondriji, zrnati endoplazemski retikulum in Golgijev aparat. Prav tako smo pri nekaterih celicah opazili pojav nekroze.
V raziskavi smo potrdili prisotnost strukturnih sprememb celic tankega črevesa miši, hranjenih z zahodnjaško prehrano, v primerjavi s kontrolno skupino miši. Menimo, da so za podrobnejši vpogled in razlage potrebne nadaljnje raziskave, s katerimi bi spremembe pojasnili in identificirali potencialne terapevtske ukrepe.
Keywords: Avtofagija, enterociti, kopičenje lipidov, mukozne celice, tanko črevo, zahodnjaška prehrana.
Published in DKUM: 27.07.2021; Views: 554; Downloads: 43
Full text (2,35 MB) |
6. Razvoj metode tkivne rezine in vpliv farmakoloških agensov ter pulzirajočega elektromagnetnega polja na delovanje gladkomišičnih celic sečnega mehurja mišiTamara Serdinšek, 2020, doctoral dissertation Abstract: Fiziologija detruzorja je zelo zapletena, zaradi česar predstavlja preučevanje njegove fiziologije in odzivov na različne dražljaje velik izziv. Do danes je bilo v literaturi opisanih več in vitro metod preučevanja fiziologije sečnega mehurja, vsaka s svojimi omejitvami. Po drugi strani se uroginekologi v svoji klinični praksi srečujejo z naraščanjem incidence prekomerne aktivnosti sečnega mehurja (PASM). Vse to nakazuje potrebo po razvoju novih in učinkovitih metod preučevanja detruzorja, ki bi se potencialno lahko uporabile tudi pri preučevanju različnih terapevtskih možnosti zdravljenja PASM.
Namen naše raziskave je bil razviti novo metodo za preučevanje fiziološke aktivnosti GMC detruzorja, ki bi zajemala akutno pripravo tkivnega preparata in uporabo konfokalne mikroskopije. Dodatno smo želeli to metodo uporabiti še za opredelitev učinka pulzirajočega elektromagnetnega polja (PEMP), ki je ena izmed možnih metod zdravljenja PASM, na GMC detruzorja, saj po naših podatkih le-ta v literaturi še ni bil opredeljen.
Za pripravo tkivnega preparata smo uporabili izolirane delce detruzorja predhodno žrtvovane odrasle miši NMRI. S svetlobno in transmisijsko elektronsko mikroskopijo smo preučili morfologijo GMC znotraj tkiva. Nato smo s pomočjo konfokalne mikroskopije preučevali kalcijevo dinamiko posameznih GMC med stimulacijo z naraščajočimi koncentracijami karbamilholina (CCh). GMC smo identificirali na podlagi njihove morfologije in kalcijevih odzivov. Odzive GMC smo opredelili z naslednjimi spremenljivkami: zamik do odziva, rekrutacija in relativna aktivnosti celic ter kontrakcija tkiva. Za opredelitev vpliva PEMP na GMC detruzorja smo dva preparata detruzorja iste živali dvakrat zapored dražili s 25 µM CCh. En delec smo med obema stimulacijama izpostavili PEMP, drugi pa je služil kot kontrola. Nato smo opredelili naslednje spremenljivke odziva GMC pred in po stimulaciji s PEMP v primerjavi s kontrolno skupino: število aktivnih GMC, kontrakcija tkiva, čas do kontrakcije tkiva, maksimalni premik tkiva in površina kontrahiranega tkiva.
S pomočjo stimulacije tkiva z naraščajočimi koncentracijami CCh smo opredelili tri različne fenotipe odzivov GMC: spontano aktivne GMC z in brez odziva na stimulacijo s CCh ter GMC brez spontane aktivnosti, ki so se odzvale na stimulacijo s CCh. Rekrutacija GMC v aktivno stanje je potekala znotraj ozkega koncentracijskega območja (1–25 µM), ki je povzročilo aktivacijo praktično vseh GMC. Maksimalna kalcijeva aktivnost GMC je bila pri koncentraciji 25 µM, kar je sovpadalo z vidno kontrakcijo tkiva. Dodatno smo pri višjih koncentracijah CCh opažali krajše zamike do pričetka odzivov celic. Ugotovili smo tudi, da bi PEMP lahko imelo neposreden učinek na GMC detruzorja, saj je bil po stimulaciji s PEMP v primerjavi s kontrolno skupino prisoten manjši maksimalni premik tkiva med drugo stimulacijo s CCh kot med prvo stimulacijo s CCh. Dodatno smo ugotavljali tudi statistično značilno manjše razmerje premika tkiva med obema stimulacijama s CCh v primerjavi s kontrolno skupino in večjo razliko v površini kontrahiranega dela tkiva med obema stimulacijama s CCh v primerjavi s kontrolno skupino.
Zaključimo lahko, da se je naša nova in situ metoda preučevanja morfologije in fiziologije detruzorja izkazala za učinkovito in reproducibilno. Odzivi GMC na stimulacijo s CCh so bili znotraj fiziološkega območja in primerljivi z rezultati drugih raziskav s tega področja. Ker sama metoda omogoča zadostno prostorsko in časovno ločljivost za preučevanje odzivov več GMC hkrati, verjamemo, da bi lahko imela velik doprinos k preučevanju fiziologije detruzorja. Dodatno smo uspeli dokazati možen učinek PEMP na GMC detruzorja, kar predstavlja pomembno izhodišče za nadaljnje raziskave. Te bodo v prihodnosti skušale raziskati terapevtski učinek na večjem vzorcu in za večjo translacijsko relevantnost modela tudi na človeškem tkivu, pridobljenem pri operacijah sečnega mehurja.
Keywords: sečni mehur, detruzor, gladkomišična celica, konfokalna mikroskopija, miš, fiziologija, disekcija tkiva, prekomerna aktivnost sečnega mehurja, pulzirajoče elektromagnetno polje, magnetna stimulacija
Published in DKUM: 17.07.2020; Views: 837; Downloads: 125
Full text (4,45 MB) |
7. Primerjava strukture celic beta Langerhansovih otočkov pri kontrolnih miših in miših hranjenih z zahodno dietoTanja Vajs, 2020, master's thesis Abstract: V študiji smo želeli raziskati vpliv zahodne diete (WD) na strukturo tkiv trebušne slinavke, s poudarkom na (ultra)strukturi celic beta, s pomočjo svetlobne mikroskopije in presevne elektronske mikroskopije (TEM). V ta namen smo analizirali in primerjali strukturo in ultrastrukturo celic beta Langerhansovih otočkov pri kontrolnih miših in miših, hranjenih z zahodno dieto. Pri eksperimentalnem delu smo uporabili mišje samce C57BL/6J (Mus musculus domesticus), ki so jih hranili z zahodno dieto in kontrolno prehrano (CoD). Zahodna dieta je vsebovala 40 % kcal iz maščob, 43 % iz ogljikovih hidratov in 17 % iz beljakovin, kar je primerljivo z zahodno prehrano ljudi, ki vsebuje podobne deleže makrohranil. Ugotovili smo, da miši, hranjene z zahodno dieto, razvijejo patološke spremembe v strukturi in ultrastrukturi Langerhansovih otočkov, v primerjavi s kontrolno skupino miši, hranjenih s standardno kontrolno dietno prehrano, kjer strukturnih sprememb nismo opazili. Struktura Langerhansovih otočkov miši (uporaba svetlobne mikroskopije), hranjenih z zahodno dieto, je bila nehomogena in nekompaktna ter je vsebovala več zunajceličnega prostora kot pri miših, hranjenih s kontrolno prehrano. Opazili smo številne nekrotične celice v eksokrinem in endokrinem tkivu. Ugotovili smo, da je ultrastruktura celic beta otočkov miši (uporaba TEM mikroskopije), hranjenih z zahodno dieto, patološko spremenjena. V citoplazmi beta celic smo opazili lipidne kaplje in avtofagne strukture (avtofagosom, avtolizosome). Najpomembneje, miši, hranjene z zahodno dieto, imajo izrazito povečan premer cistern zrnatega endoplazmatskega retikuluma (zER) in večjo površino enega jedra v primerjavi z mišmi, hranjenimi s CoD. Okroglost ene cisterne v enem kompleksu Golgijevega aparata je večja v celicah beta pri miših, hranjenih s kontrolno dieto. S tem smo pokazali, da se ultrastruktura celic miši, hranjenih z zahodno dieto, spremeni in nakazuje patološke spremembe.
Keywords: sladkorna bolezen, zahodna dieta, struktura celic beta, modeli sladkorne bolezni, trebušna slinavka, celice beta, prehrana HFD, Langerhansov otoček
Published in DKUM: 02.03.2020; Views: 1022; Downloads: 285
Full text (4,80 MB) |
8. Analiza širjenja kalcijevih valov v tridimenzionalnih tkivih: od teorije do eksperimentaDarko Zakelšek, 2019, master's thesis Abstract: 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.
Keywords: Langerhansovi otočki, celice beta, kalcijevi valovi, medcelična sklopitev, numerično modeliranje.
Published in DKUM: 05.11.2019; Views: 982; Downloads: 61
Full text (3,14 MB) |
9. Uporaba merilnikov srčnega utripa v osnovni šoliTina Bastašić, 2019, master's thesis Abstract: Danes si pouka brez uporabe informacijsko-komunikacijske tehnologije (v nadaljevanju: IKT) skoraj ne znamo več predstavljati. IKT v različnih literaturah različno definirajo, zajema pa vse od računalnikov, e-tablic, interaktivnih tabel, interneta, pametnih telefonov kakor tudi različnih digitalnih merilnikov, ki jih v šoli lahko uporabljamo pri laboratorijskem delu. Eden izmed digitalnih merilnikov, ki ga v šoli uporabljajo, je merilnik srčnega utripa. Srčni utrip nam daje vpogled v delovanje človeškega telesa, natančneje v delovanje srca, zato je zaželeno, da se učenci na osnovnošolski (OŠ) ravni naučijo, kako lahko srčni utrip izmerimo in da vedo, kaj izmerjene vrednosti pomenijo. V magistrski nalogi smo pri osnovnošolskih učiteljih biologije izvedli raziskavo, s katero smo želeli izvedeti: (i) ali pri učnih vsebinah srca in ožilja uporabljajo merilnike srčnega utripa ali morda izvajajo le analogno (ročno) štetje srčnih utripov, (ii) če srčne utripe merijo med poukom in katere merilnike uporabljajo. Učiteljem smo predstavili štiri različne merilnike srčnega utripa različnih proizvajalcev: (i) merilnik proizvajalca Vernier (v nadaljevanju Vernier), (ii) merilnik proizvajalca Biopac (v nadaljevanju Biopac), (iii) pametno športno uro proizvajalca Samsung (v nadaljevanju pametna športna ura) in (iv) Fingerbeeper. Vse štiri naštete merilnike srčnega utripa so učitelji lahko preizkusili. Vsak izmed njih pa ima določene prednosti in slabosti. Merilniki proizvajalcev Vernier in Biopac so del sistema, ki ga sestavljajo centralna naprava in priključki. Uporaba takšnih sistemov zahteva razmeroma zapleteno in natančno sestavljanje več kosov opreme in nastavitev v programskih oknih, kar lahko za učence predstavlja (pre)zahtevno nalogo. Ura za merjenje srčnega utripa je za uporabo enostavnejša. Lahko pa vseeno presega dovoljen finančni obseg šole, še posebej, če izpostavimo dejstvo, da jo uporabimo zgolj v ta namen. Znotraj projekta Po kreativni poti do znanja (PKP) 2016/2017, ki ga je financiral Javni sklad Republike Slovenije za razvoj kadrov in štipendije, je bil sprejet projekt imenovan »Razvoj in validacija naprstnega pulznega pletizmografa za uporabo v izobraževanju, raziskovanju in klinični praksi«. Razvit je bil preprost in cenovno dostopen merilnik srčnega utripa, ki je po natančnosti primerljiv zahtevnejšim merilnikom, a je sočasno cenovno neprimerno dostopnejši od ostalih treh predstavljenih merilnikov. Po predstavitvi in testiranju merilnikov so učitelji podali mnenje, kateri izmed merilnikov se jim je zdel najprimernejši za uporabo v osnovnošolski praksi, tako da so izpolnili anketni vprašalnik. V raziskavi smo ugotovili, da pri učni uri srca in ožilja v osnovni šoli trenutno več kot polovica učiteljev uporablja ročno (analogno) štetje merjenje srčnega utripa (58,2 %). Merjenje z merilniki srčnega utripa pa precej manj (42,8 %). Učitelji so po predstavitvi merilnikov dejali, da se jim najzanesljivejša zdita merilnika Biopac in Vernier, učno uro bi najbolj popestrili s športno uro. Če bi šola kupila enega izmed štirih predstavljenih merilnikov, bi učitelji predlagali merilnik Fingerbeeper. Preverili smo, ali obstajajo statistične razlike v odgovorih glede na spol, starost in naziv učiteljev. Pojavile so se pri starosti učiteljev, glede na spol in naziv pa ni bilo nobenih statističnih odstopanj.
Keywords: Biopac, Fingerbeeper, osnovna šola, srčni utrip, merilnik, Vernier, športna ura, Po Kreativni Poti do Znanja, fotopletizmografija, pulz
Published in DKUM: 05.11.2019; Views: 1283; Downloads: 110
Full text (1,41 MB) |
10. Critical and supercritical spatiotemporal calcium dynamics in beta cellsMarko Gosak, Andraž Stožer, Rene Markovič, Jurij Dolenšek, Matjaž Perc, Marjan Rupnik, Marko Marhl, 2017, original scientific article Abstract: A coordinated functioning of beta cells within pancreatic islets is mediated by oscillatory membrane depolarization and subsequent changes in cytoplasmic calcium concentration. While gap junctions allow for intraislet information exchange, beta cells within islets form complex syncytia that are intrinsically nonlinear and highly heterogeneous. To study spatiotemporal calcium dynamics within these syncytia, we make use of computational modeling and confocal high-speed functional multicellular imaging. We show that model predictions are in good agreement with experimental data, especially if a high degree of heterogeneity in the intercellular coupling term is assumed. In particular, during the first few minutes after stimulation, the probability distribution of calcium wave sizes is characterized by a power law, thus indicating critical behavior. After this period, the dynamics changes qualitatively such that the number of global intercellular calcium events increases to the point where the behavior becomes supercritical. To better mimic normal in vivo conditions, we compare the described behavior during supraphysiological non-oscillatory stimulation with the behavior during exposure to a slightly lower and oscillatory glucose challenge. In the case of this protocol, we observe only critical behavior in both experiment and model. Our results indicate that the loss of oscillatory changes, along with the rise in plasma glucose observed in diabetes, could be associated with a switch to supercritical calcium dynamics and loss of beta cell functionality.
Keywords: beta cells, islets of Langerhans, self-organized criticality, intercellular dynamics, calcium waves, glucose oscillations, computational model, confocal calcium imaging
Published in DKUM: 23.01.2018; Views: 1202; Downloads: 360
Full text (3,43 MB)
This document has many files! More... |
