1. 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: 1537; Downloads: 82
 Full text (3,14 MB) |
2. Modeliranje in senzitivnostna analiza heterogene populacije pankreasnih celic betaMiha Nassif, 2017, master's thesis Abstract: 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.
Keywords: Langerhansovi otočki, celice beta, kalcijeva signalizacija, medcelična sklopitev, geometrična mreža, senzitivnostna analiza, kalcijeve oscilacije, sladkorna bolezen
Published in DKUM: 08.05.2017; Views: 2003; Downloads: 121
Full text (2,40 MB) |
3. Matematično modeliranje odziva sklopljenih celic beta na stimulacijo z glukozoMartina Bajt, 2016, undergraduate thesis Abstract: 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.
Keywords: celice beta, medcelična sklopitev, Langerhansovi otočki, matematično modeliranje, simulacije
Published in DKUM: 02.12.2016; Views: 2450; Downloads: 130
Full text (2,62 MB) |
