Эффекты динамики шумоиндуцированных кальциевых сигналов в биофизической модели астроцитарного отростка

Цель данной работы - исследование эффектов пространственно-временной динамики спонтанной кальциевой сигнализации в морфологической структуре астроцита на субклеточном уровне методами биофизического математического моделирования. Методы. В работе предлагается биофизическая многокомпартментная модель шумоиндуцированной кальциевой динамики в отростке астроцита. Модель описывает процесс генерации спонтанных Ca2+-сигналов, индуцированных стохастической работой потенциал-зависимых Ca2+-каналов на плазматической мембране астроцита. Модель позволяет исследовать динамику распространения спонтанных локальных Ca2+- сигналов и механизмов формирования пространственных Ca2+-паттернов в отростке астроцита. Результаты. Разработанная модель позволяет исследовать влияние морфологии и внутриклеточных биофизических механизмов на характеристики спонтанной шумоиндуцированной Ca2+-сигнализации в отростке астроцита. Установлены области параметров, при которых модель качественно воспроизводит спонтанную Ca2+-активность на субклеточном уровне, наблюдаемую в эксперименте. Исследованы характеристики шумоиндуцированных Ca2+-паттернов, распространяющихся вдоль отростка, в зависимости от внутренней структуры отростка, его геометрии, равновесной концентрации молекул инозитол 1,4,5-трифосфата.