محاكاة الخلية البشرية


الملخص بالعربية

في هذه الدراسة قمنا بتطوير نموذج لمحاكاة عمل الخلية العضلية القلبية البطينية (SYRIA Model) باعتبارها مثالاً عن محاكاة الخلية البشرية، وذلك بالاعتماد على أحدث النماذج الرياضية للخلية القلبية، حيث اعتمدنا على O'Hara (O'Hara, et al., 2011) لنمذجة النشاط الكهربائي، واستتباب الشوارد الأساسية، والتقلص، كما أضفنا تحسينات على هذا النموذج تمثلت في إضافة دور قنوات البوتاسيوم KATP، وقنوات شوارد الكلور، وقنوات تنظيم الحجم، وذلك بالاعتماد على نموذج Kyoto (A.Takeuchi, 2006)، كما تم إضافة قنوات تنظيم واستتباب PH بالاعتماد على نموذج Leem (Leem, et al., 1999)،و تحسين قيم بعض المتغيرات اعتمادا على نتائج مخبرية أحدث و خصوصاً تراكيز الشوارد ضمن المتقدرة و السيتوبلاسما وقيم الدوارئ للكالسيوم في الشبكة السيتوبلاسمية وقيم الناقلية العظمى للقنوات الغشائية و تراكيز المستقلبات في المتقدرة، وتم ربط النماذج السابقة مع نموذج للمتقدرة بالاعتماد على Kembro (Kembro, et al., 2013)، إذاً النموذج SYRIA الذي طورناه يعتمد على دمج وتحسين أهم النماذج المعروفة في بنية هرمية تسهل الفهم والمراقبة واعادة الاستخدام مع إضافة نماذج لاختبار العقاقير وبعض المؤثرات الخارجية، وتمت عملية البرمجة باستخدام كتل Blocks لتوابع M-file وS-function ضمن الأداة Simulink. وبمقارنة النتائج التي حصلنا عليها من عملية المحاكاة مع النتائج المخبرية، لاحظنا أن المحاكاة الحاسوبية أعطت نتائج ضمن المجال الفيزيولوجي الطبيعي.

المراجع المستخدمة

A.Takeuchi, Shuji Tatsumi, Nobuaki Sarai, Keisuke Terashima,Satoshi Matsuoka, and Akinori Noma. 2006. Modelling Cl− homeostasis and volume regulation of the cardiac cell. J. Gen. Physiol. Volume 128 Number 5 November 2006 495–507. 2006.
Allen, Kentish. 1985. The cellular basis of the length-tension relation in cardiac muscle. 1985 Sep;17(9):821-40. 1985
Antzelevitch, Charles. 2010. M Cells in the Human Heart. Circ Res. 2010 Mar 19; 106(5): 815–817. 2010.
Beuckelmann, Dirk J., Nabauer, Michael and Erdmann., and Erland. 1992. Intracellular Calcium Handling in Isolated Ventricular Myocytes From Patients With Terminal Heart Failure. Circulation ;85:1046-1055. 1992.
Bose, Salil, et al. 2003. Metabolic Network Control of Oxidative Phosphorylation MULTIPLE ROLES OF INORGANIC PHOSPHATE. JBC .Vol. 278, No. 40, Issue of October 3, pp. 39155–39165,. 2003.
Chen, Yeong-Renn and Zweier., Jay L. 2014. CARDIAC MITOCHONDRIA AND ROS GENERATION. Circ Res. 2014 Jan 31; 114(3): 524–537. 2014.
Glukhov, Alexey, et al. 2010. Transmural Dispersion of Repolarization in Failing and Non Failing Human Ventricle. Circ Res. 2010 Mar 19; 106(5): 981–991. 2010.
Hector Barajas-Martínez, Dan Hu, , Robert J. Goodrow Jr., Frederic Joyce, Charles Antzelevitch. 2013. Electrophysiologic Characteristics and Pharmacologic Response of Human Cardiomyocytes Isolated from a Patient with Hypertrophic Cardiomyopathy. Pacing Clin Electrophysiol. 2013 December ; 36(12). 2013.
José Marín-García. 2013. Mitochondria and Their Role in Cardiovascular Disease. New York 2013 : Springer, 2013. 978-1-4614-4598-2.
Wei, AnChi, et al. 2011. Mitochondrial Energetics, pH Regulation, and Ion Dynamics: Acomputational-experimental approach. Biophys J. 2011 Jun 22; 100(12): 2894–2903. 2011.
Amanfu, Robert K. and Saucerman., Jeffrey J. 2011. CARDIAC MODELS IN DRUG DISCOVERY AND DEVELOPMENT: A REVIEW. Crit Rev Biomed Eng. 2011; 39(5): 379–395. 2011.

تحميل البحث