| | 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


1 - 10 / 20
Na začetekNa prejšnjo stran12Na naslednjo stranNa konec
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: 115; Prenosov: 4
.pdf Celotno besedilo (9,40 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

Role of cAMP in double switch of glucagon secretion
Jan Zmazek, Vladimir Grubelnik, Rene Markovič, Marko Marhl, 2021, izvirni znanstveni članek

Opis: Glucose metabolism plays a crucial role in modulating glucagon secretion in pancreatic alpha cells. However, the downstream effects of glucose metabolism and the activated signaling pathways influencing glucagon granule exocytosis are still obscure. We developed a computational alpha cell model, implementing metabolic pathways of glucose and free fatty acids (FFA) catabolism and an intrinsically activated cAMP signaling pathway. According to the model predictions, increased catabolic activity is able to suppress the cAMP signaling pathway, reducing exocytosis in a Ca2+ -dependent and Ca2+ independent manner. The effect is synergistic to the pathway involving ATPdependent closure of KATP channels and consequent reduction of Ca2+. We analyze the contribution of each pathway to glucagon secretion and show that both play decisive roles, providing a kind of "secure double switch". The cAMP-driven signaling switch plays a dominant role, while the ATP-driven metabolic switch is less favored. The ratio is approximately 60:40, according to the most recent experimental evidence.
Ključne besede: pancreatic alpha cell, glucagon, cAMP, mathematical model, diabetes, cellular bioenergetics
Objavljeno v DKUM: 06.06.2024; Ogledov: 63; Prenosov: 4
.pdf Celotno besedilo (2,58 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

Modeling the amino acid effect on glucagon secretion from pancreatic alpha cells
Jan Zmazek, Vladimir Grubelnik, Rene Markovič, Marko Marhl, 2022, izvirni znanstveni članek

Opis: Type 2 Diabetes Mellitus (T2DM) is a burdensome problem in modern society, and intensive research is focused on better understanding the underlying cellular mechanisms of hormone secretion for blood glucose regulation. T2DM is a bi-hormonal disease, and in addition to 100 years of increasing knowledge about the importance of insulin, the second hormone glucagon, secreted by pancreatic alpha cells, is becoming increasingly important. We have developed a mathematical model for glucagon secretion that incorporates all major metabolic processes of glucose, fatty acids, and glutamine as the most abundant postprandial amino acid in blood. In addition, we consider cAMP signaling in alpha cells. The model predictions quantitatively estimate the relative importance of specific metabolic and signaling pathways and particularly emphasize the important role of glutamine in promoting glucagon secretion, which is in good agreement with known experimental data.
Ključne besede: diabetes, hormone secretion, glucose, amino acid, cAMP
Objavljeno v DKUM: 21.05.2024; Ogledov: 139; Prenosov: 8
.pdf Celotno besedilo (1,82 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

Age-related changes in lipid and glucose levels associated with drug use and mortality : an observational study
Rene Markovič, Vladimir Grubelnik, Helena Blažun Vošner, Peter Kokol, Matej Završnik, Karmen Janša, Marjeta Zupet, Jernej Završnik, Marko Marhl, 2022, izvirni znanstveni članek

Opis: Background: The pathogenesis of type 2 diabetes mellitus is complex and still unclear in some details. The main feature of diabetes mellitus is high serum glucose, and the question arises of whether there are other statistically observable dysregulations in laboratory measurements before the state of hyperglycemia becomes severe. In the present study, we aim to examine glucose and lipid profiles in the context of age, sex, medication use, and mortality. Methods: We conducted an observational study by analyzing laboratory data from 506,083 anonymized laboratory tests from 63,606 different patients performed by a regional laboratory in Slovenia between 2008 and 2019. Laboratory data-based results were evaluated in the context of medication use and mortality. The medication use database contains anonymized records of 1,632,441 patients from 2013 to 2018, and mortality data were obtained for the entire Slovenian population. Results: We show that the highest percentage of the population with elevated glucose levels occurs approximately 20 years later than the highest percentage with lipid dysregulation. Remarkably, two distinct inflection points were observed in these laboratory results. The first inflection point occurs at ages 55 to 59 years, corresponding to the greatest increase in medication use, and the second coincides with the sharp increase in mortality at ages 75 to 79 years. Conclusions: Our results suggest that medications and mortality are important factors affecting population statistics and must be considered when studying metabolic disorders such as dyslipidemia and hyperglycemia using laboratory data.
Ključne besede: diabetes, metabolic syndrome, hematological data, aging
Objavljeno v DKUM: 21.05.2024; Ogledov: 145; Prenosov: 5
.pdf Celotno besedilo (2,12 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

Self-organization of enzyme-catalyzed reactions studied by the maximum entropy production principle
Andrej Dobovišek, Marko Vitas, Tina Blaževič, Rene Markovič, Marko Marhl, Aleš Fajmut, 2023, izvirni znanstveni članek

Opis: The self-organization of open reaction systems is closely related to specific mechanisms that allow the export of internally generated entropy from systems to their environment. According to the second law of thermodynamics, systems with effective entropy export to the environment are better internally organized. Therefore, they are in thermodynamic states with low entropy. In this context, we study how self-organization in enzymatic reactions depends on their kinetic reaction mechanisms. Enzymatic reactions in an open system are considered to operate in a non-equilibrium steady state, which is achieved by satisfying the principle of maximum entropy production (MEPP). The latter is a general theoretical framework for our theoretical analysis. Detailed theoretical studies and comparisons of the linear irreversible kinetic schemes of an enzyme reaction in two and three states are performed. In both cases, in the optimal and statistically most probable thermodynamic steady state, a diffusion-limited flux is predicted by MEPP. Several thermodynamic quantities and enzymatic kinetic parameters, such as the entropy production rate, the Shannon information entropy, reaction stability, sensitivity, and specificity constants, are predicted. Our results show that the optimal enzyme performance may strongly depend on the number of reaction steps when linear reaction mechanisms are considered. Simple reaction mechanisms with a smaller number of intermediate reaction steps could be better organized internally and could allow fast and stable catalysis. These could be features of the evolutionary mechanisms of highly specialized enzymes.
Ključne besede: enzymes, kinetic data analysis, steady state, self-organization, maximum entropy production
Objavljeno v DKUM: 08.05.2024; Ogledov: 185; Prenosov: 8
.pdf Celotno besedilo (2,57 MB)
Gradivo ima več datotek! Več...

Lastnosti biofizikalnih objav skozi čas : magistrsko delo
Dino Gačević, 2022, magistrsko delo

Opis: V zadnjih letih beležimo porast števila strokovnih in znanstvenih objav, sočasno s tem pa tudi število novo nastalih, interdisciplinarnih področij. Sem uvrščamo tudi področje biofizike, izbrano za izhodiščno točko naše raziskave. V magistrskem delu smo najprej z uporabo podatkovnega rudarjenja iz spletne baze PubMed pridobili nabor za področje relevantnih člankov, nato pa pripravili splošni pregled od leta 1900 naprej. Ugotovili smo, da je število objavljenih člankov, povprečno število avtorjev na članek ter delež člankov s ključnimi besedami skozi leta naraščal. S podatki o revijah z največ objavljenimi članki ter najpogostejšimi ključnimi besedami smo ponazorili trende, ki odražajo postopen prehod naravnanosti v splošno fiziko do specializiranosti v področje biofizike. Enak trend smo potrdili še z najpogostejšimi n-grami skozi leta ter analizo MeSH deskriptorjev. Podrobneje smo predstavili tudi trende držav z največ objavami ter ugotovili, da so do leta 2020 prednjačile ZDA, po letu 2020 pa je vodilno mesto prevzela Kitajska. Ogledali smo si še medsebojno povezovanje avtorjev oz. držav, iz katerih ti prihajajo. Z delitvijo rezultatov v tri obdobja smo prikazali postopno krepitev medsebojnega povezovanja. Nalogo smo zaokrožili s prikazom razvoja in trendov področja biofizike na podlagi analize MeSH deskriptorjev. Rezultati so pokazali, da se velik delež terminov prenese v nova obdobja. Povprečno se pojavi 21 % novih ter pozabi 11 % vseh terminov. Z analizo ugotovljenih terminov se je izkazalo, da močno prevladuje termin »strunarji«, ki poudarja področje biologije, za področje fizike pa so se kot najpomembnejši termini izkazali »algoritmi«, »epidemiološke metode« ter »akustika«, nedavno pa tudi »avtomatizacija«.
Ključne besede: podatkovno rudarjenje, analiza besedila, MeSH, kompleksne mreže
Objavljeno v DKUM: 28.10.2022; Ogledov: 681; Prenosov: 53
.pdf Celotno besedilo (3,24 MB)

Analiza prometa na slovenskih cestah
Igor Mendek, 2022, magistrsko delo

Opis: V prvem delu magistrske naloge podamo teoretično podlago za obravnavo prometa. Opravimo pregled strokovne literature, definiramo fizikalne količine za opis faznih stanj prometa in predstavimo matematične modele prometa, ki so odločilno vplivali na zgodovinski razvoj matematičnega modeliranja prometa. Ločimo med makroskopskimi, mezoskopskimi in mikroskopskimi modeli, pri čemer izpostavimo tiste, ki jih nadalje uporabimo za analizo izmerjenih podatkov na slovenskih cestah. Podatke za posamezne odseke slovenskih avtocest in hitrih cest pridobimo od Direkcije Republike Slovenije za infrastrukturo. Posamezne odseke klasificiramo na podlagi analize izmerjenih podatkov pretoka, zasedenosti, gostote in hitrosti prometa. Z analizo meritev ugotovimo, na katerih odsekih in v katerih časovnih obdobjih prihaja do zastojev. Namen tega je poiskati modelne rešitve za odpravo teh zastojev. Za odpravo zastojev na odseku 461 avtoceste A1 od uvoza Domžale do razcepa Zadobrava izdelamo različne modelne rešitve. Simuliramo dodatni prometni pas, začasno uvedbo prometnega pasu za vozila z več potniki na odstavnem pasu in prepoved prometa za tovorna vozila in avtobuse ob delavnikih med 6. in 9. uro. Rezultati simulacij kažejo, da so različne rešitve različno učinkovite, pri čemer pa se pretok prometa v vseh ponujenih rešitvah poveča. Na podlagi rezultatov simulacij zaključimo, da je kot kratkoročna rešitev ustrezna prepoved prometa za tovorna vozila, dolgoročno pa bi se na tem odseku učinkovito zmanjšali zastoji z izgradnjo dodatnega prometnega pasu. Izdelane modelne rešitve so tudi dobra osnova za odpravo zastojev na drugih odsekih.
Ključne besede: fizika kompleksnih sistemov, nelinearni dinamični sistemi, modeli prometnega toka, analiza prometa, simulacija odprave zastojev
Objavljeno v DKUM: 27.07.2022; Ogledov: 875; Prenosov: 87
.pdf Celotno besedilo (7,35 MB)

Evolucija prevladujočih paradigem in terminologije na področju raziskav sladkorne bolezni skozi prizmo teorije kompleksnih mrež : magistrsko delo
Luka Benkovič, 2022, magistrsko delo

Opis: Znanstveno-raziskovalna dejavnost v zadnjih desetletjih doživlja velik razmah, kar se med drugim odraža v naraščajočem številu znanstvenih in strokovnih del. Tovrstne objave so ključne za prenos in razvoj znanja, a črpanje uporabnega znanja iz vedno večjih zbirk znanstvenih del postaja vse težje. Vsak posameznik je namreč sposoben obdelati le omejeno količino informacij. Kaže se potreba po tem, da se razvijejo orodja, ki nam bodo iz velike količine podatkov pomagala pri luščenju in agregaciji uporabnih informacij. V magistrski nalogi se te problematike lotimo s podatkovnim rudarjenjem po podatkovni bazi PubMed in z orodij s področja teorije kompleksnih mrež. Kot primer obravnavamo raziskovalno področje sladkorne bolezni, ki zaradi svoje razširjenosti predstavlja pereč problem za sodobno družbo. V prvem delu naloge predstavimo način pridobivanja in obdelave podatkov ter njihove osnovne značilnosti. V nadaljevanju se osredinimo na vsebino raziskovalnih del, ki jo proučujemo na podlagi ključnih besed. Tukaj delujemo ob predpostavki, da so ključne besede dober odraz vsebine pripadajočega dela in lahko iz njih izpeljemo prevladujoče paradigme na področju. Najprej pogledamo pogostost pojavljanja oziroma frekvenco posameznih besed, iz česar sklepamo o njihovi pomembnosti. Ugotovimo, da nam zgolj preprosta frekvenca ne omogoča preučevanja časovnega razvoja pomembnosti, zato uvedemo način rangiranja besed v razrede. Besede z najvišjimi rangi predstavljajo temeljne pojme raziskovalnega področja. Srednje veliki rangi predstavljajo posamezne niše področja, medtem ko najnižji rangi odražajo specifiko posamezne raziskave. Na koncu se lotimo še povezovanja ključnih besed v kompleksne mreže, iz katerih vrednotimo relacije. Iz naših rezultatov je razvidno, da je mreža ključnih besed modularna z jasno izraženimi skupnostmi, na podlagi česar lahko razberemo interdisciplinarno povezovanje. Posebno pozornost namenimo tudi časovnemu razvoju mreže. Le-ta nenehno raste, medtem ko povprečna povezanost ne narašča monotono, temveč ima krivulja jasne vrhe v nekih prelomnih točkah raziskav. To implicira nova odrkitja, ki imajo za posledico umeščanje novih ključnih besed, terminologije oziroma paradigem v obstoječo strukturo.
Ključne besede: sladkorna bolezen, podatkovno rudarjenje, kompleksne mreže, razvoj terminologije
Objavljeno v DKUM: 08.04.2022; Ogledov: 940; Prenosov: 88
.pdf Celotno besedilo (2,63 MB)

Maksimalna produkcija entropije in maksimalna shannonova informacijska entropija v encimski kinetiki
Marko Šterk, 2018, magistrsko delo

Opis: Princip maksimalne produkcije entropije je osrednji optimizacijski princip neravnovesne termodinamike. Princip je dobro raziskan in uveljavljen v sistemih, kjer je zveza med silami in tokovi linearna. Za sisteme, kjer je ta zveza nelinearna pa princip še ni povsem uveljavljen. Primer sistema, kjer je zveza med silami in tokovi nelinearna, so encimske reakcije. V tem magistrskem delu z uporabo principa maksimalne produkcije entropije analiziramo encimsko reakcijo, ki jo poganja encim trioza-fosfat izomeraza, ki je pomemben člen v procesu glikolize in s tem pri proizvodnji energije v večini organizmov. Encim poganja reverzibilno reakcijo v kateri pretvarja substrat dihidroksi acetonfosfat v gliceraldehid-3-fosfat preko vmesnega člena iz skupine enediolov. Z upoštevanjem zakona o ohranitvi mase sistema, ohranitvi encima in fiksne ravnovesne konstante reakcije pokažemo, da v neravnovesnem stacionarnem stanju sistema obstaja maksimum produkcije entropije v odvisnosti od poljubno izbrane kinetične konstante encima. Pokazano je tudi, da v stanju z maksimalno produkcijo entropije soobstajata maksimuma Shannonove informacijske entropije in kinetične fleksibilnosti, kar pomeni, da je stanje z maksimalno produkcijo entropije hkrati tudi najverjetnejše stacionarno stanje, v katerem je encim najfleksibilnejši. Tako napovedane optimalne kinetične konstante encima trioza-fosfat izomeraza primerjamo z eksperimentalno določenimi vrednostmi iz literature in s teoretičnimi napovedmi, ki so jih podali drugi raziskovalci z uporabo svojih optimizacijskih metod.
Ključne besede: trioza-fosfat izomeraza, encimska kinetika, produkcija entropije, informacijska entropija, kinetična fleksibilnost
Objavljeno v DKUM: 04.02.2021; Ogledov: 1173; Prenosov: 58
.pdf Celotno besedilo (773,67 KB)

Iskanje izvedeno v 8.45 sek.
Na vrh
Logotipi partnerjev Univerza v Mariboru Univerza v Ljubljani Univerza na Primorskem Univerza v Novi Gorici