Functional heterogeneity arising due to electrical and mechanical interactions between cardial myocytes in mathematical model of homogeneous myocardial fiber

Research output: Contribution to journalArticleResearchpeer-review

Abstract

Мы разработали математическую модель описывающую сердечное волокно как одномерную сплошную среды кардиомиоцитов по которой распространяется электрическое возбуждение, приводящее к сокращению клеток в волокне. Внутриклеточные механизмы связи возбуждения с сокращением представлены с помощью нашей ранее опубликованной модели, описывающие механическую функцию кардиомиоцитов, развитие потенциала действия, кальциевую активацию и образование поперечных мостиков. Полная модель волокна моделирует механическое взаимодействие между кардиомиоцитов в ткани и учитывает, как внутриклеточные, так и межклеточные прямые электро-механические и обратные механо-электрические связи. Численные эксперименты на волокне, образованном из первоначально одинаковых кардиомиоцитов показали, что электрическое и механическое взаимодействие между клетками, а также внутриклеточные механо-электрической обратные связи приводят к возникновению функциональной неоднородности. Анализ модели показывает, что кооперативные механизмы активации кальция миофиломентов играют ключевую роль в динамической регулировки электрической и механической активности взаимодействующих кардиомиоцитов в ткани.
Translated title of the contributionFunctional heterogeneity arising due to electrical and mechanical interactions between cardial myocytes in mathematical model of homogeneous myocardial fiber
Original languageRussian
Pages (from-to)436-454
Number of pages19
JournalMathematical Biology and Bioinformatics
Volume10
Issue number2
DOIs
Publication statusPublished - 2015

Fingerprint

Myocytes
Calcium
Activation
Excitation-contraction Coupling
Fiber
Mathematical Model
Mathematical models
Electromechanical Coupling
Fibers
Action Potential
Non-uniformity
Cell
Model Analysis
Chemical activation
Interaction
Muscle
Tissue
Feedback
Contraction
Adjustment

Keywords

  • Cardiac mechano-electric feedback
  • Cardiomyocyte interaction
  • Cooperativity
  • Excitation-contraction coupling
  • Myocardium contraction

ASJC Scopus subject areas

  • Biomedical Engineering
  • Applied Mathematics

GRNTI

  • 34.00.00 BIOLOGY

Level of Research Output

  • VAK List

Cite this

@article{b7d14164aa8242f89955e94c9a3c21fe,
title = "Функциональная неднородность возникающая в результате электрического и механического взаимодействия между кардиомиоцитами в математической модели однородного волокна",
abstract = "Мы разработали математическую модель описывающую сердечное волокно как одномерную сплошную среды кардиомиоцитов по которой распространяется электрическое возбуждение, приводящее к сокращению клеток в волокне. Внутриклеточные механизмы связи возбуждения с сокращением представлены с помощью нашей ранее опубликованной модели, описывающие механическую функцию кардиомиоцитов, развитие потенциала действия, кальциевую активацию и образование поперечных мостиков. Полная модель волокна моделирует механическое взаимодействие между кардиомиоцитов в ткани и учитывает, как внутриклеточные, так и межклеточные прямые электро-механические и обратные механо-электрические связи. Численные эксперименты на волокне, образованном из первоначально одинаковых кардиомиоцитов показали, что электрическое и механическое взаимодействие между клетками, а также внутриклеточные механо-электрической обратные связи приводят к возникновению функциональной неоднородности. Анализ модели показывает, что кооперативные механизмы активации кальция миофиломентов играют ключевую роль в динамической регулировки электрической и механической активности взаимодействующих кардиомиоцитов в ткани.",
keywords = "Cardiac mechano-electric feedback, Cardiomyocyte interaction, Cooperativity, Excitation-contraction coupling, Myocardium contraction",
author = "Kursanov, {A. G.} and Katsnelson, {L. B.} and Vikulova, {N. A.} and Solovyova, {O. E.} and Markhasin, {V. S.}",
year = "2015",
doi = "10.17537/2015.10.436",
language = "Русский",
volume = "10",
pages = "436--454",
journal = "Математическая биология и биоинформатика",
issn = "1994-6538",
publisher = "Институт математических проблем биологии Российской академии наук",
number = "2",

}

TY - JOUR

T1 - Функциональная неднородность возникающая в результате электрического и механического взаимодействия между кардиомиоцитами в математической модели однородного волокна

AU - Kursanov, A. G.

AU - Katsnelson, L. B.

AU - Vikulova, N. A.

AU - Solovyova, O. E.

AU - Markhasin, V. S.

PY - 2015

Y1 - 2015

N2 - Мы разработали математическую модель описывающую сердечное волокно как одномерную сплошную среды кардиомиоцитов по которой распространяется электрическое возбуждение, приводящее к сокращению клеток в волокне. Внутриклеточные механизмы связи возбуждения с сокращением представлены с помощью нашей ранее опубликованной модели, описывающие механическую функцию кардиомиоцитов, развитие потенциала действия, кальциевую активацию и образование поперечных мостиков. Полная модель волокна моделирует механическое взаимодействие между кардиомиоцитов в ткани и учитывает, как внутриклеточные, так и межклеточные прямые электро-механические и обратные механо-электрические связи. Численные эксперименты на волокне, образованном из первоначально одинаковых кардиомиоцитов показали, что электрическое и механическое взаимодействие между клетками, а также внутриклеточные механо-электрической обратные связи приводят к возникновению функциональной неоднородности. Анализ модели показывает, что кооперативные механизмы активации кальция миофиломентов играют ключевую роль в динамической регулировки электрической и механической активности взаимодействующих кардиомиоцитов в ткани.

AB - Мы разработали математическую модель описывающую сердечное волокно как одномерную сплошную среды кардиомиоцитов по которой распространяется электрическое возбуждение, приводящее к сокращению клеток в волокне. Внутриклеточные механизмы связи возбуждения с сокращением представлены с помощью нашей ранее опубликованной модели, описывающие механическую функцию кардиомиоцитов, развитие потенциала действия, кальциевую активацию и образование поперечных мостиков. Полная модель волокна моделирует механическое взаимодействие между кардиомиоцитов в ткани и учитывает, как внутриклеточные, так и межклеточные прямые электро-механические и обратные механо-электрические связи. Численные эксперименты на волокне, образованном из первоначально одинаковых кардиомиоцитов показали, что электрическое и механическое взаимодействие между клетками, а также внутриклеточные механо-электрической обратные связи приводят к возникновению функциональной неоднородности. Анализ модели показывает, что кооперативные механизмы активации кальция миофиломентов играют ключевую роль в динамической регулировки электрической и механической активности взаимодействующих кардиомиоцитов в ткани.

KW - Cardiac mechano-electric feedback

KW - Cardiomyocyte interaction

KW - Cooperativity

KW - Excitation-contraction coupling

KW - Myocardium contraction

UR - http://www.scopus.com/inward/record.url?scp=85010908751&partnerID=8YFLogxK

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=25374130

U2 - 10.17537/2015.10.436

DO - 10.17537/2015.10.436

M3 - Статья

VL - 10

SP - 436

EP - 454

JO - Математическая биология и биоинформатика

JF - Математическая биология и биоинформатика

SN - 1994-6538

IS - 2

ER -