| | SLO | ENG | Piškotki in zasebnost

Večja pisava | Manjša pisava

Iskanje po katalogu digitalne knjižnice Pomoč

Iskalni niz: išči po
išči po
išči po
išči po
* po starem in bolonjskem študiju

Opcije:
  Ponastavi


1 - 10 / 51
Na začetekNa prejšnjo stran123456Na naslednjo stranNa konec
1.
pH-dependence of glucose- dependent activity of beta cell networks in acute mouse pancreatic tissue slice
Sandra Postić, Marko Gosak, Wen-Hao Tsai, Johannes Pfabe, Srdjan Sarikas, Andraž Stožer, Dean Korošak, Shi-Bing Yang, Marjan Rupnik, 2022, izvirni znanstveni članek

Opis: Extracellular pH has the potential to affect various aspects of the pancreatic beta cell function. To explain this effect, a number of mechanisms was proposed involving both extracellular and intracellular targets and pathways. Here, we focus on reassessing the influence of extracellular pH on glucose-dependent beta cell activation and collective activity in physiological conditions. To this end we employed mouse pancreatic tissue slices to perform high-temporally resolved functional imaging of cytosolic Ca2+ oscillations. We investigated the effect of either physiological H+ excess or depletion on the activation properties as well as on the collective activity of beta cell in an islet. Our results indicate that lowered pH invokes activation of a subset of beta cells in substimulatory glucose concentrations, enhances the average activity of beta cells, and alters the beta cell network properties in an islet. The enhanced average activity of beta cells was determined indirectly utilizing cytosolic Ca2+ imaging, while direct measuring of insulin secretion confirmed that this enhanced activity is accompanied by a higher insulin release. Furthermore, reduced functional connectivity and higher functional segregation at lower pH, both signs of a reduced intercellular communication, do not necessary result in an impaired insulin release.
Ključne besede: insulin secretion, membrane excitability, potassium channels, beta cell network, collective activity, calcium waves, pancreatic islets, pH-dependence
Objavljeno v DKUM: 01.07.2024; Ogledov: 62; Prenosov: 2
.pdf Celotno besedilo (7,45 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

2.
Determinants of collective failure in excitable networks
Uroš Barać, Matjaž Perc, Marko Gosak, 2023, izvirni znanstveni članek

Opis: We study collective failures in biologically realistic networks that consist of coupled excitable units. The networks have broad-scale degree distribution, high modularity, and small-world properties, while the excitable dynamics is determined by the paradigmatic FitzHugh–Nagumo model. We consider different coupling strengths, bifurcation distances, and various aging scenarios as potential culprits of collective failure. We find that for intermediate coupling strengths, the network remains globally active the longest if the high-degree nodes are first targets for inactivation. This agrees well with previously published results, which showed that oscillatory networks can be highly fragile to the targeted inactivation of low-degree nodes, especially under weak coupling. However, we also show that the most efficient strategy to enact collective failure does not only non-monotonically depend on the coupling strength, but it also depends on the distance from the bifurcation point to the oscillatory behavior of individual excitable units. Altogether, we provide a comprehensive account of determinants of collective failure in excitable networks, and we hope this will prove useful for better understanding breakdowns in systems that are subject to such dynamics.
Ključne besede: collective behavior, excitable media, complex network, neuronal dynamics
Objavljeno v DKUM: 10.06.2024; Ogledov: 85; Prenosov: 0
.pdf Celotno besedilo (6,87 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

3.
The role of anaplerotic metabolism of glucose and glutamine in insulin secretion : a model approach
Vladimir Grubelnik, Jan Zmazek, Marko Gosak, Marko Marhl, 2024, izvirni znanstveni članek

Opis: We propose a detailed computational beta cell model that emphasizes the role of anaplerotic metabolism under glucose and glucose-glutamine stimulation. This model goes beyond the traditional focus on mitochondrial oxidative phosphorylation and ATP-sensitive K+ channels, highlighting the predominant generation of ATP from phosphoenolpyruvate in the vicinity of KATP channels. It also underlines the modulatory role of H2O2 as a signaling molecule in the first phase of glucose-stimulated insulin secretion. In the second phase, the model emphasizes the critical role of anaplerotic pathways, activated by glucose stimulation via pyruvate carboxylase and by glutamine via glutamate dehydrogenase. It particularly focuses on the production of NADPH and glutamate as key enhancers of insulin secretion. The predictions of the model are consistent with empirical data, highlighting the complex interplay of metabolic pathways and emphasizing the primary role of glucose and the facilitating role of glutamine in insulin secretion. By delineating these crucial metabolic pathways, the model provides valuable insights into potential therapeutic targets for diabetes.
Ključne besede: mathematical models, pancreatic beta cell, pyruvate-malate cycle
Objavljeno v DKUM: 06.06.2024; Ogledov: 94; Prenosov: 1
.pdf Celotno besedilo (5,53 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

4.
Assessing different temporal scales of calcium dynamics in networks of beta cell populations
Jan Zmazek, Maša Skelin, Rene Markovič, Jurij Dolenšek, Marko Marhl, Andraž Stožer, Marko Gosak, 2021, izvirni znanstveni članek

Opis: Beta cells within the pancreatic islets of Langerhans respond to stimulation with coherent oscillations of membrane potential and intracellular calcium concentration that presumably drive the pulsatile exocytosis of insulin. Their rhythmic activity is multimodal, resulting from networked feedback interactions of various oscillatory subsystems, such as the glycolytic, mitochondrial, and electrical/calcium components.How these oscillatory modules interact and affect the collective cellular activity, which is a prerequisite for proper hormone release, is incompletely understood. In the present work, we combined advanced confocal Ca2+ imaging in fresh mouse pancreas tissue slices with time series analysis and network science approaches to unveil the glucosedependent characteristics of different oscillatory components on both the intra- and inter-cellular level. Our results reveal an interrelationship between the metabolically driven low-frequency component and the electrically driven high-frequency component, with the latter exhibiting the highest bursting rates around the peaks of the slow component and the lowest around the nadirs. Moreover, the activity, as well as the average synchronicity of the fast component, considerably increased with increasing stimulatory glucose concentration, whereas the stimulation level did not affect any of these parameters in the slow component domain. Remarkably, in both dynamical components, the average correlation decreased similarly with intercellular distance, which implies that intercellular communication affects the synchronicity of both types of oscillations. To explore the intra-islet synchronization patterns in more detail, we constructed functional connectivity maps. The subsequent comparison of network characteristics of different oscillatory components showed more locally clustered and segregated networks of fast oscillatory activity, while the slow oscillations were more global, resulting in several long-range connections and a more cohesive structure. Besides the structural differences, we found a relatively weak relationship between the fast and slow network layer, which suggests that different synchronization mechanisms shape the collective cellular activity in islets, a finding which has to be kept in mind in future studies employing different oscillations for constructing networks.
Ključne besede: islets of Langerhans, beta cell network, calcium oscillations, multimodal activity analysis, confocal imaging, functional connectivity, multiplex network
Objavljeno v DKUM: 06.06.2024; Ogledov: 103; Prenosov: 4
.pdf Celotno besedilo (9,40 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

5.
Vpliv mešanja in kompleksnih interakcij na razvoj sodelovanja v igri javnih dobrin : doktorska disertacija po skandinavskem modelu
Maja Duh, 2024, doktorska disertacija

Opis: Razumevanje razvoja sodelovanja med posamezniki, ki so v osnovi sebični, je eden najpomembnejših izzivov današnjega časa, ki vzbuja zanimanje raziskovalcev iz različnih področij. V ta namen znanstveniki integrirajo evolucijsko teorijo iger z naprednimi metodami s področja znanosti o omrežjih in metodami statistične fizike. V doktorski disertaciji smo s pomočjo takega interdisciplinarnega pristopa raziskali, kako različni tipi mobilnosti oziroma mešanj igralcev na različnih interakcijskih mrežah vplivajo na evolucijo in promocijo sodelovanja v igri javnih dobrin. V ta namen smo raziskovalno delo razdelili v štiri sklope. V prvem delu smo pokazali, da uvedba mešanja igralcev v igri javnih dobrin na regularnem omrežju omogoči prehod iz stanja sistema vpetega v prostorsko mrežo v stanje dobro mešane populacije, kjer struktura interakcijske mreže več nima bistvenega pomena na evolucijsko dinamiko. Izkaže se, da je v primeru mešanja najbližjih sosedov za to potrebna večja frekvenca mešanja kot pri mešanju naključnih igralcev. Nadalje smo pokazali, da oba načina mešanja zavirata evolucijski uspeh kooperatorjev. V nadaljevanju smo raziskavo razširili na področje kompleksnih omrežij, ki podajajo realnejši opis interakcij med posamezniki. V drugem delu doktorske disertacije smo tako igro javnih dobrin postavili na naključno omrežje, vpeto v hiperbolični prostor in v model vključili asortativno in disasortativno mešanje igralcev. Ugotovili smo, da oba tipa mešanja zavirata razvoj sodelovanja ne glede na arhitekturo omrežja, a je vpliv disasortativnega mešanja večji v primerjavi z asortativnim mešanjem. Naslednji tip interakcijske mreže, s katerim se še boljše opišemo realne interakcije, so večplastna soodvisna omrežja, ki smo jih v raziskave vključili v naših naslednjih dveh raziskavah. Soodvisnost med dvema omrežjema smo vpeljali s koristnostno funkcijo in pokazali, da lahko parameter pristranskosti učinkovito vpliva na raven sodelovanja. Pokazali smo, da asortativne medmrežne povezave med dvema skalno neodvisnima omrežjema spodbujajo kooperacijo v igri javnih dobrin v nekoliko večji meri kot naključne in disasortativne povezave. V zadnjem sklopu raziskav smo prišli do presenetljivih zaključkov. Rezultati mešanja na dvoplastnem soodvisnem omrežju, kjer posamezna plast predstavlja naključno omrežje, vpeto v hiperbolični prostor, kažejo, da lahko mešanje znotraj posamezne plasti omrežja, kjer je sodelovanje prvotno uspešno, močno oslabi evolucijsko uspešnost kooperatorjev na tej plasti, medtem ko jo za določene vrednosti normaliziranega sinergijskega faktorja spodbuja sodelovanje na drugi plasti omrežja. Rezultati doktorske disertacije predstavljajo pomemben prispevek k znanstvenemu raziskovanju na področju razumevanja razvoja in vzdrževanja sodelovanja, s poudarkom na uporabi evolucijske teorije iger, kompleksnih omrežij in mobilnosti igralcev.
Ključne besede: evolucijska teorija iger, igra javnih dobrin, sodelovanje, mešanje, kompleksna omrežja, večplastna omrežja, simulacije Monte Carlo
Objavljeno v DKUM: 05.06.2024; Ogledov: 70; Prenosov: 4
.pdf Celotno besedilo (15,83 MB)

6.
The effect of forskolin and the role of Epac2A during activation, activity, and deactivation of beta cell networks
Maša Skelin, Jurij Dolenšek, Lidija Križančić Bombek, Viljem Pohorec, Marko Gosak, Marjan Rupnik, Andraž Stožer, 2023, izvirni znanstveni članek

Opis: Beta cells couple stimulation by glucose with insulin secretion and impairments in this coupling play a central role in diabetes mellitus. Cyclic adenosine monophosphate (cAMP) amplifies stimulus-secretion coupling via protein kinase A and guanine nucleotide exchange protein 2 (Epac2A). With the present research, we aimed to clarify the influence of cAMP-elevating diterpene forskolin on cytoplasmic calcium dynamics and intercellular network activity, which are two of the crucial elements of normal beta cell stimulus-secretion coupling, and the role of Epac2A under normal and stimulated conditions. To this end, we performed functional multicellular calcium imaging of beta cells in mouse pancreas tissue slices after stimulation with glucose and forskolin in wild-type and Epac2A knock-out mice. Forskolin evoked calcium signals in otherwise substimulatory glucose and beta cells from Epac2A knock-out mice displayed a faster activation. During the plateau phase, beta cells from Epac2A knock-out mice displayed a slightly higher active time in response to glucose compared with wild-type littermates, and stimulation with forskolin increased the active time via an increase in oscillation frequency and a decrease in oscillation duration in both Epac2A knock-out and wild-type mice. Functional network properties during stimulation with glucose did not differ in Epac2A knock-out mice, but the presence of Epac2A was crucial for the protective effect of stimulation with forskolin in preventing a decline in beta cell functional connectivity with time. Finally, stimulation with forskolin prolonged beta cell activity during deactivation, especially in Epac2A knock-out mice.
Ključne besede: pancreas, tissue slices, beta cells, calcium imaging, amplifying pathway, forskolin, Epac2A KO, intercellular network
Objavljeno v DKUM: 27.05.2024; Ogledov: 148; Prenosov: 6
.pdf Celotno besedilo (12,03 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

7.
Uporaba večceličnih modelov in mrežnih analiz za preučevanje kolektivne celične dinamike v Langerhansovih otočkih : doktorska disertacija po skandinavskem modelu
Marko Šterk, 2024, doktorska disertacija

Opis: V doktorski disertaciji smo se osredotočili na pereča vprašanja s področja fiziologije Langerhansovih otočkov, ki igrajo ključno vlogo pri uravnavanju glukozne homeostaze v telesu. Z uporabo inovativnih računalniških tehnik smo analizirali vpliv 3D citoarhitekture otočkov na večcelično dinamiko v opazovani 2D optični rezini, vpliv inhibicije NMDA receptorjev na kolektivno dinamiko celic beta, različne subpopulacije celic beta in njihov vpliv na kolektivno dinamiko ter vpliv metabolne sklopitve celic na kompleksnost funkcionalnih omrežij. Ugotovili smo, da je pri analizi medceličnih kalcijevih valov treba upoštevati 3D citoarhitekturo Langerhansovih otočkov, saj velik delež medceličnih kalcijevih valov izvira izven opazovane optične rezine, kar vpliva na opazovano hitrost širjenja valovne fronte. Nadalje je naša analiza pokazala, da inhibicija NMDA receptorjev blagodejno vpliva na delovanje posameznih celic beta kakor tudi na njihovo kolektivno dinamiko, kar se odraža v povečani stabilnosti poteka medceličnih kalcijevih valov. Podrobna analiza subpopulacij celic beta je razkrila, da centralne celice in celice, ki sprožajo valove, igrajo ključno vlogo pri širjenju medceličnih valov in sinhronosti celic, kar je izjemnega pomena za zagotavljanje normalne fiziološke funkcije. Naši izsledki kažejo, da ti dve vrsti celic predstavljata različni subpopulaciji, ki se med seboj ne prekrivata. Poleg tega s teoretičnim raziskovanjem mehanizmov sinhronizacije celic beta podrobneje prikazujemo, da je za koordinirano aktivnost celic beta dovolj samo električna sklopitev, vendar dodatna metabolna sklopitev še dodatno okrepi sinhrono delovanje in s tem vpliva na lastnosti pridobljenih funkcionalnih omrežij, zaradi česar so ta bolj podobna tistim, ki jih opazimo v eksperimentih. Z izvedenimi raziskavami smo prispevali k razumevanju, kako je vzpostavljeno koordinirano delovanje v kolektivih celic beta, kar odpira nove možnosti za razvoj zdravil za sladkorno bolezen tipa 2.
Ključne besede: celice beta, kompleksna omrežja, diabetes tipa 2, večcelični modeli, celična dinamika
Objavljeno v DKUM: 25.04.2024; Ogledov: 221; Prenosov: 20
.pdf Celotno besedilo (39,68 MB)

8.
9.
Dinamična robustnost in prehod v staranje v omrežjih sklopljenih oscilatorjev : magistrsko delo
Uroš Barać, 2023, magistrsko delo

Opis: Biološka omrežja so v splošnem odporna na okvare posameznih enot, toda v vsakem omrežju obstaja prelomna točka, pri kateri se sposobnost delovanja poslabša do neuporabnosti. To se lahko kaže kot bolezen ali izguba funkcije, kar je pogosto težko odpraviti. Iz tega razloga je pomembno preučevati pojave takih kolektivnih okvar, ki sledijo postopni disfunkciji posameznih gradnikov, da bi lahko sprejeli ukrepe za njihovo preprečitev. Na področju dinamičnih sistemov se tovrstni prehodi imenujejo prehod v staranje (ang. aging transition). Temu pojavu se posvetimo tudi v tej magistrski nalogi in najprej prikažemo koncept prehoda v staranje v omrežjih globalno sklopljenih in homogenih oscilatorjev z limitnim ciklom, pri katerih dinamiko posameznih oscilatorjev določa Poincaréjev oscilator. Pokažemo, da se prehodi v staranje v takih omrežjih obnašajo dokaj predvidljivo ter da imata jakost sklopitve in oddaljenost od točke bifurkacije monotono vlogo pri dinamični robustnosti sistema. Nato se osredotočimo na preučevanje kolektivnih okvar v biološko bolj realističnih omrežjih, ki sestojijo iz povezanih ekscitabilnih enot, interakcije med njimi pa izkazujejo lastnosti kompleksnega omrežja. Le-to je heterogeno in ima visoko modularnost in lastnosti mrež malega sveta. Dinamiko posameznih ekscitabilnih elementov določa paradigmatski model FitzHugh-Nagumo, ki se pogosto uporablja za simulacije dinamike električno ekscitabilnih celic. Kot dejavnike za kolektivno odpoved obravnavamo jakost sklopitve, razdaljo od točke bifurkacije in poleg tega še različne strategije staranja. Ugotovimo, da pri srednjih jakostih sklopitve omrežje ostane globalno aktivno najdlje, kadar se v omrežju najprej deaktivirajo vozli z velikim številom povezav. To se dobro ujema s predhodno objavljenimi rezultati. Ti so pokazali, da so lahko, predvsem pri šibki sklopitvi, omrežja oscilatorjev zelo občutljiva na ciljno deaktivacijo vozlov z majhnim številom povezav. Toda naše podrobne analize pokažejo, da najučinkovitejša strategija za doseganje kolektivne odpovedi ni le nemonotono odvisna od jakosti sklopitve, temveč je odvisna od sovisnega vpliva jakosti sklopitve in oddaljenosti točke bifurkacije, ki kroji raven stabilnosti oscilatornega režima. V magistrski nalogi tako podamo celovit opis dejavnikov kolektivne odpovedi v ekscitabilnih omrežjih, kar vodi do globljega razumevanja okvar v takih sistemih.
Ključne besede: prehod v staranje, oscilatorji z limitnim ciklom, ekscitabilni oscilatorji, kompleksno omrežje, bifurkacija, globalna aktivnost.
Objavljeno v DKUM: 28.09.2023; Ogledov: 461; Prenosov: 16
.pdf Celotno besedilo (2,84 MB)

10.
Naravoslovni eksperimenti za predšolske otroke: primerjava izvajanja v živo in prikazovanje posnetkov : diplomsko delo
Luka Fendre, 2022, diplomsko delo

Opis: Zgodnje uvajanje naravoslovja v predšolskem obdobju je zelo pomembno, tako smo v našem delu raziskali in predstavili pomen naravoslovja v predšolskem obdobju. Otroci že od samega začetka odkrivajo svojo okolico, ki jo opazujejo, preizkušajo in razmišljajo o pojavih, ki se dogajajo okoli njih. Otroci v predšolskem obdobju so kot »gobe« in srkajo veliko znanja, a je pomembno, da strokovni delavci in starši otrokom ponudimo, da lahko raziskujejo in razvijajo svoje sposobnosti. Preko raziskovanja smo v svojem delu raziskali in predstavili zgodnje uvajanje naravoslovja v predšolskem obdobju, kako eksperimenti vzpodbujajo zanimanje za naravosloven dejavnosti in primerjavo med izvajanjem dejavnosti v živo in preko posnetka. Sama raziskava, ki smo jo izvedli, se je navezovala na zadnjo točko v prejšnjem stavku in v raziskavi je sodelovalo 21 otrok iz Vrtca Pikapolonica enota Osnove šole Bistrica ob Sotli. Med njimi je bilo 13 dečkov in 8 deklic. Preko anketnega vprašalnika smo raziskovali, kako všečne so bile otrokom dejavnosti iz naravoslovja, konkretno eksperimenti, ter predvsem, kakšna je razlika, če jim te dejavnosti predstavimo v živo ali preko videoposnetka. Ugotovili smo, da imajo otroci izredno radi naravoslovne eksperimente in da jih raje spremljajo v živo kot pa preko video posnetkov.
Ključne besede: Naravoslovje, eksperimenti, videoposnetki, predšolski otroci, fizika
Objavljeno v DKUM: 30.09.2022; Ogledov: 759; Prenosov: 69
.pdf Celotno besedilo (1,77 MB)

Iskanje izvedeno v 7.4 sek.
Na vrh
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici