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.