Анна Болдова
Математическая модель рецептора 3 типа к инозитол-3-фосфату (IP3R3)
Рецептор к инозитол-1,4,5-трифосфату (IP3-рецептор) играет важную роль в кальциевой сигнализации клеток. При математическом моделировании преимущественно рассматривается IP3-рецептор 2 типа, а модель IP3 -рецептора 3 типа, учитывающая динамические свойства данного канала, не предложена. Целью настоящей работы является разработка математической модели IP3-рецептора 3 типа, учитывающей нелинейный характер зависимости активности рецептора от концентрации кальция и IP3 в цитозоле.
В работе предлагается система из шести независимых обыкновенных дифференциальных уравнений для описания развития кальциевого ответа на вызванную изменением концентрации IP3 активацию в системе с IP3 -рецептором 3 типа и кальциевой АТФазой SERCA2b. Параметры модели подбирались автоматически по ранее опубликованным экспериментальным данным.
В результате исследования показано, что в системе IP3R3-SERCA2b не наблюдается осцилляций в широком диапазоне параметров. Наиболее часто возникающим режимом функционирования системы является ответ «все-или-ничего», при котором в зависимости от концентрации IP3 либо не наблюдается мобилизации кальция, либо происходит полное опустошение кальциевых депо.
Таким образом, мы заключаем, что в условиях простейшей модели IP3R3 не демонстрирует способности к поддержанию кальциевых осцилляций, что согласуется с его предполагаемой ролью основного кальциевого канала сайтов контакта митохондрий с эндоплазматическим ретикулумом.
![Схема модели кальциевой сигнализации (10)-(11). При активации клетки происходит повышение концентрации инозитол-1,4,5-трисфосфата (IP3) в цитозоле клетки (обозначен розовым). IP3 инициирует открытие канала-рецептора IP3R типа 3 в мембране ЭПР (обозначен синим), что приводит к выходу ионов кальция (зеленый кружок, Ca2+) из ЭПР в цитозоль. Кальциевая АТФаза (SERCA) катализирует обратный ток ионов Ca2+ из цитозоля в ЭПР. Голубой прямоугольник обозначает спонтанную утечку кальция из ЭПР в цитозоль.](https://astore.sbpreports.com/issues/articles/56/figures/Fig3.png?v=lnvoz)
Существует значимая корреляция между гиперактивацией тромбоцитов и их потреблением при COVID-19. Пилотное исследование на пациентах из больницы ЦКБ РАН (г. Троицк)
![Алексей Мартьянов](https://istore.sbpreports.com/empty.png)
![Михаил Пантелеев](https://istore.sbpreports.com/05a5cf06982ba7892ed2a6d38fe832d6/a87ff679a2f3e71d9181a67b7542122c/9bf31c7ff062936a96d3c8bd1f8f2ff3/4483d5edc694a79565f2828107f0793f.png)
Известно, что при COVID-19 избыточная свёртываемость крови и иногда тромбоцитопения, могут быть характерными для тяжёлого течения заболевания. При этом роль тромбоцитов в патогенезе COVID-19 весьма противоречива. В рамках настоящего исследования нашей задачей было определение степени гиперактивации тромбоцитов пациентов с COVID-19. В исследовании была использована проточная цитометрия цельной крови, окрашенной аннексином-V и лактадгерином («PS + тромбоциты»). Также была разработана стохастическая математическая модель производства и потребления тромбоцитов. Экспериментально было показано, что процент PS + тромбоцитов у пациентов с COVID-19 был в два раза выше, чем у здоровых доноров. При это была получена статистически значимая корреляция между количеством PS+ тромбоцитов и процентом повреждения легких у пациентов. Не было обнаружено никакой связи между гибелью тромбоцитов и терапией пациентов в стационарах. Доля PS+ тромбоцитов была повышена только у пациентов с хроническими заболеваниями лёгких. Хотя у пациентов не наблюдалось выраженных тромбоцитопений, наблюдаемое увеличение размера тромбоцитов (параметр FSC-A в проточной цитометрии) может указывать на то, что возраст тромбоцитов у пациентов был снижен. Разработанная компьютерная модель производства-утилизации тромбоцитов подтверждает возможность интенсивного потребления тромбоцитов без значимых изменений их количества. Таким образом, можно заключить, что наблюдаемая гиперактивация тромбоцитов при COVID-19 может быть вызвана активацией тромбоцитов в кровотоке, что приводит к их потреблению, но не вызывает значительную тромбоцитопению.
![Компьютерная модель производства и потребления тромбоцитов при тромбозе, вызванном COVID-19. A - Подробная схема модели (наиболее чувствительные реакции выделены красным). B - Зависимость среднего количества тромбоцитов (зеленая кривая и точки) и размера тромбоцитов (красная кривая и точки) от индекса потребления тромбоцитов в модели. Количество и размер тромбоцитов при отсутствии потребления находятся в областях, выделенных зеленым и красным прямоугольниками соответственно. C - Распределение тромбоцитов по размеру при отсутствии (зеленые столбцы) и наличии (красные столбцы) потребления (с индексом потребления, установленным на 2). Усы на всех графиках представляют SD.](https://astore.sbpreports.com/issues/articles/6/figures/fig_2.png?v=pzqfm)