1. Analiza širjenja kalcijevih valov v tridimenzionalnih tkivih: od teorije do eksperimentaDarko Zakelšek, 2019, magistrsko delo Opis: 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.
Ključne besede: Langerhansovi otočki, celice beta, kalcijevi valovi, medcelična sklopitev, numerično modeliranje.
Objavljeno v DKUM: 05.11.2019; Ogledov: 1552; Prenosov: 85
 Celotno besedilo (3,14 MB) |
2. Modeliranje in senzitivnostna analiza heterogene populacije pankreasnih celic betaMiha Nassif, 2017, magistrsko delo Opis: V delu se osredotočimo na modeliranje signalizacije v pankreasnih celicah beta. Te endokrine celice se nahajajo v Langerhansovih otočkih trebušne slinavke in so ključne pri uravnavi hormonskega ravnovesja v telesu. Njihova glavna naloga je izločanje hormona inzulina, ki je tesno povezana z dinamiko kalcijevih ionov. Le-ta je v celicah beta odvisna od glukoze in je sestavljena iz različnih oscilatornih podsistemov, in sicer glikolitičnega, mitohondrijskega in električno-kalcijevega. Zaradi kompleksnosti tega sistema se pri njegovem preučevanju poslužimo modeliranja in simulacij, ki nadgradijo eksperimentalne ugotovitve in omogočijo globlji vpogled v delovanje. Najprej smo preučevali celosten model ene celice in opravili senzitivnostno analizo modela, na podlagi katere smo razbrali ključne parametre in regulacijske procese, ki krojijo celično dinamiko in sekrecijo inzulina. V nadaljevanju smo izdelali večcelični mrežni model celic beta, ki vključuje tudi medcelično električno sklopitev preko presledkovnih stikov. V ta model smo vpeljali tako heterogenost celic kakor tudi heterogenost stičnih prevodnosti in na takšen način dobili dobro skladnost med rezultati simulacij in eksperimentov.
Ključne besede: Langerhansovi otočki, celice beta, kalcijeva signalizacija, medcelična sklopitev, geometrična mreža, senzitivnostna analiza, kalcijeve oscilacije, sladkorna bolezen
Objavljeno v DKUM: 08.05.2017; Ogledov: 2010; Prenosov: 124
Celotno besedilo (2,40 MB) |
3. Mikroskopske in ultrastrukturne značilnosti celic duodenalnega, spleničnega in gastričnega dela trebušne slinavke mišiPetra Sever, 2017, magistrsko delo Opis: Diabetes, pankreatitis, rak na trebušni slinavki so samo nekatere od številnih bolezni, ki so vzrok za raziskovanje trebušne slinavke. Modelni organizem teh raziskav je miš (Mus musculus), ki veliko prispeva k znanju v humani medicini. Trebušna slinavka je druga največja prebavna žleza v trebušni votlini. Je eksokrina žleza, ki izloča prebavne sokove in endokrina žleza, ki regulira glukozno homeostazo. Zanimali sta nas struktura in ultrastruktura treh različnih delov trebušne slinavke miši; duodenalnega, spleničnega in gastričnega režnja. Trebušno slinavko miši smo odstranili iz trebušne votline in analizirali prej omenjene dele s pomočjo svetlobne in transmisijske elektronske mikroskopije. Ugotovili smo, da so velikosti Langerhansovih otočkov med različnimi strukturnimi deli trebušne slinavke miši med seboj primerljivi. Do statistično pomembnih razlik pa je prišlo med velikostmi glukagonskih veziklov in granul, inzulinskih veziklov in granul, velikosti somatostatinskih granul ter velikosti zimogenih granul acinusa. Le med najdaljšim premerom somatostatinskih granul v duodenalnem in spleničnem delu trebušne slinavke nismo zaznali statističnih razlik. Deleži endokrinih in eksokrinih granul v različnih strukturnih delih trebušne slinavke so med seboj primerljivi. Med samimi deli trebušne slinavke miši ni strukturnih razlik, so pa zaznavne razlike v ultrastrukturi. Dobljene rezultate smo primerjali z že objavljenimi rezultati in ugotovili, da so med seboj skladni.
Ključne besede: Langerhansovi otočki, endokrine celice, eksokrine celice, mišja trebušna slinavka, struktura
Objavljeno v DKUM: 07.03.2017; Ogledov: 2572; Prenosov: 281 (1 glas)
Celotno besedilo (3,22 MB) |
4. Matematično modeliranje odziva sklopljenih celic beta na stimulacijo z glukozoMartina Bajt, 2016, diplomsko delo Opis: V diplomskem delu preučujemo delovanje modela sklopljenih celic beta. Te endokrine celice se nahajajo v Langerhansovih otočkih in izločajo inzulin ter s tem uravnavajo raven glukoze v krvi. Samo delovanje teh celic je zelo kompleksno in sestoji iz številnih med seboj povezanih dinamičnih procesov. Zavoljo boljšega razumevanja se pri preučevanju pogosto poslužuje modeliranja in preučevanja modelov. V nalogi je podrobneje opisana fiziologija Langerhansovih otočkov in pregled razvoja modelov celic beta. V nadaljevanju predstavimo eksperimentalne tehnike, ki se uporabljajo za snemanje aktivnosti celic beta v akutnih rezinah trebušne slinavke miši, in večcelični model, s katerim smo izvajali simulacije. Rezultati pokažejo, da napoved modela dobro sovpada z eksperimentalnimi opažanji, v kolikor se upošteva heterogenost celic beta in časovni zamik, ki je posledica metabolnih procesov v celicah.
Ključne besede: celice beta, medcelična sklopitev, Langerhansovi otočki, matematično modeliranje, simulacije
Objavljeno v DKUM: 02.12.2016; Ogledov: 2465; Prenosov: 134
Celotno besedilo (2,62 MB) |
5. ATP regulates sodium channel kinetics in pancreatic islet beta cellsNa Zou, Marjan Rupnik, 2013, izvirni znanstveni članek Opis: Pancreatic beta cells act as glucose sensors, in which intracellular ATP ([ATP](i)) are altered with glucose concentration change. The characterization of voltage-gated sodium channels under different [ATP](i) remains unclear. Here, we demonstrated that increasing [ATP](i) within a certain range of concentrations (2-8 mM) significantly enhanced the voltage-gated sodium channel currents, compared with 2 mM cytosolic ATP. This enhancement was attenuated by even high intracellular ATP (12 mM). Furthermore, elevated ATP modulated the sodium channel kinetics in a dose-dependent manner. Increased [ATP](i) shifted both the current-voltage curve and the voltage-dependent inactivation curve of sodium channel to the right. Finally, the sodium channel recovery from inactivation was significantly faster when the intracellular ATP level was increased, especially in 8 mM [ATP](i), which is an attainable concentration by the high glucose stimulation. In summary, our data suggested that elevated cytosolic ATP enhanced the activity of Na(+) channels, which may play essential roles in modulating cell excitability and insulin release when blood glucose concentration increases.
Ključne besede: Langerhansovi otočki, trebušna slinavka
Objavljeno v DKUM: 10.07.2015; Ogledov: 2317; Prenosov: 232
 Povezava na celotno besedilo |
