3.8 Заключение

В данной главе приведены результаты параметрического анализа электронно-конформационной модели одиночного RyR-канала, сравнения результатов ЭК-модели с традиционными теориями, основанными на марковских цепях.

В рамках ЭК-модели проведена серия численных экспериментов по исследованию:

• процессов открытия RyR-канала при резком повышении уровня cis[Ca];

• процесса закрытия RyR-канала при резком уменьшении уровня cis[Ca];

• процесса адаптации RyR-канала к установившемуся уровню cis[Ca];

• зависимости вероятности пребывания RyR-канала в открытом и закрытом состояниях при постоянном уровне cis[Ca];

• влияния ионов Mg²⁺ на активность RyR-канала при стационарных условиях.

• зависимости конформационной координаты Q от времени методом Херста.

Сравнительный анализ показал, что результаты проведенных численных экспериментов хорошо согласуются с известными экспериментальными данными, и ЭК-модель дает адекватное описание стохастической динамики RyR-канала.

ГЛАВА 4. Моделирование динамики ионов Са²⁺между отделами кардиомиоцита

В данной главе диссертационной работы описаны эффекты, связанные с кооперативной динамикой RyR-каналов в кластере высвобождающей единицы. Также представлены результаты параметрического анализа модели динамики ионов Са²⁺ между отделами клетки водителя сердечного ритма.

4.1 Анализ модели высвобождающей единицы

При динамике ионов Са²⁺ в высвобождающих единицах изменяются условия функционирования RyR-каналов в кластере на мембране СР. Для описания процессов открытия/закрытия каналов в кластере требуется исследовать особенности динамики RyR-каналов при заполнении/высвобождении Са²⁺ из люмена СР, кроме этого необходим анализ уравнений высвобождающих единиц для выявления возможных вариантов поведения системы.

4.1.1 Процессы открытия и закрытия каналов в высвобождающих единицах.

В модели, рассматриваемой в данной работе, поток высвобождения Са²⁺ в диадное пространство, а также количество высвободившегося Са²⁺ зависят от числа открытых каналов в кластере. Предполагается, что завершение процесса высвобождения напрямую связано с процессом закрытия каналов вследствие истощения люмена. В связи с этим необходимо исследовать процессы открытия и закрытия каналов в процессе Са²⁺-динамики в высвобождающей единице.

В процессе заполнения люмена или высвобождения в диадное пространство изменяется параметр эффективного давления , который влияет на форму КП RyR-канала и на вероятности переходов из одного состояния в другое.

На рисунке 4.1 представлены графики конформационного потенциала при различных значениях параметра эффективного давления . Правый минимум (О) отвечает за открытое состояние, а левый – за закрытое состояние канала (С).

Как видно из рисунка:

1. при наблюдается бистабильное состояние с глобальным минимумом, соответствующим закрытому состоянию С.

2. при наблюдается точка равновесия локальных минимумовС и О.

3. при наблюдается бистабильность с метастабильностью минимумаС.

Спонтанные туннельные переходы из одного конформационного состояния в другое могут происходить, как уже было описано ранее, при метастабильности текущего состояния.

На рисунке 4.2 представлен график зависимости вероятностей туннелирования от значений параметра .

Из рисунка видно, что туннелирование из состояния С в состояние O может происходить только при и, наоборот, изО в С при (то есть при понижении концентрации Са²⁺ в люмене ниже значения ).