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心脏张力发展中蛋白质相互作用的建模。心脏的虚拟组织工程。 (英语) Zbl 1068.92020号

总结:建立引起心脏紧张的蛋白质相互作用模型可以加强对心脏生理和病理生理现象的理解。肌张力发展的主要成分是肌动蛋白、肌球蛋白、肌钙蛋白和原肌球蛋白。张力是由肌动蛋白和肌球蛋白以三磷酸腺苷为能源进行跨桥循环产生的。跨桥循环是由细胞内钙与肌钙蛋白的结合启动的,导致原肌球蛋白的构型改变。
在这项工作中,基于最近对蛋白质水平的测量和描述,推导出了心脏张力发展中蛋白质相互作用的混合模型。结合了对细胞内钙浓度、肌节伸展和伸展速度的依赖性以及协同机制。该模型通过与相关蛋白质的构型相关的状态来量化张力的发展。该模型能够结合心肌细胞的电生理模型来重建机电现象。利用该混合模型进行了数值模拟,说明了稳态和长度开关实验的重建。稳态实验描述了完整大鼠心脏小梁中的力-细胞溶质[Ca~(2+)]关系。长度转换实验提供了兔右心室乳头肌在突然拉伸后力量再发展的数据。数值模拟结果与实验研究结果定量一致。
心脏张力发展的混合模型为进一步的心脏机电模型提供了接口。混合模型可以与细胞电生理模型和心肌被动力学模型耦合,从而包含机械电反馈机制。杂交模型可用于阐明张力发育的协同机制、病理生理变化和代谢。

MSC公司:

92C40型 生物化学、分子生物学
92C30型 生理学(一般)
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