МЕХАНОХИМИЧЕСКИЕ АВТОВОЛНЫ В РАЗВИВАЮЩИХСЯ ЗАРОДЫШАХ. КОМПЬЮТЕРНОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ И ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК И3Ф-АКТИВИРУЕМЫХ КАЛЬЦИЕВЫХ ВОЛН

Николаев Д. П., Божкова В. П., Романовский Ю. М.
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, Москва; *Институт проблем передачи информации РАН, Москва
Распространение волн сокращения цитоскелета наблюдается на разных стадиях развития зародышей позвоночных. Экспериментальные данные показывают, что наиболее вероятными инициаторами механических волн в зародышах, как и в других невозбудимых клетках, являются автокаталитически распространяющиеся волны вторичных посредников (Са2+ и И3Ф) /Божкова и др., 1993/. В предыдущей работе мы промоделировали возможный механизм функционирования И3Ф-активируемых Са2+ каналов /Николаев и др., 1998), представляющий основу автоволнового процесса, а в настоящей представляем новые результаты моделирования самой автоволны. Было предположено, что для открытия Са2+ канал предварительно должен быть активирован И3Ф. Модифицированный таким образом канал способен переходить либо в открытое, либо во временно отключенное (неактивное) состояние. Вероятность открывания канала предполагается Са2+-зависимой. Инактивация канала связана с таймерным механизмом: считается, что активированный канал автоматически инактивируется через определенный промежуток времени. Модель Са2+ канала, обладающая всеми этими свойствами, описывается системой интегро-дифференциальных уравнений с инерционными членами. Предложенная система уравнений легла в основу модели Са2+ автоволн, более обоснованной, чем предложенная ранее модель Божковой и др. /1998/. Модель основывается на предположении, что распространение Са2+ волны инициируется распространением увеличенной концентрации И3Ф, вызванной автокаталитическим гидролизом мембранных фосфоинозитидов, а повышение концентрации Са2+ ускоряет связывание И3Ф с временным выведением из цикла реакций. Численное моделирование системы позволяет оценить скорость, амплитуду, ширину волны и их зависимость от начальных условий.