Минимальная модель зависимости напряжений в стенке церебрального сосуда от параметров гладкомышечной клетки
- Авторы: Шадрина Н.Х1
-
Учреждения:
- Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
- Выпуск: Том 68, № 5 (2023)
- Страницы: 1022-1030
- Раздел: Статьи
- URL: https://freezetech.ru/0006-3029/article/view/673340
- DOI: https://doi.org/10.31857/S000630292305023X
- EDN: https://elibrary.ru/NARCNP
- ID: 673340
Цитировать
Полный текст



Аннотация
Описана минимальная математическая модель стенки малого артериального сосуда, построенная на основе опубликованных результатов экспериментов на церебральных сосудах крыс. Полагается, что активная составляющая напряжений имеет только окружную компоненту и зависит от окружного растяжения, концентрации кальция в цитоплазме и мембранного потенциала гладкомышечных клеток. Представленная модель стенки малой артерии качественно воспроизводит и результаты более сложных моделей других сосудов в условиях физиологической нормы. В отличие от аналогичной модели, учитывающей лишь один клеточный параметр, введение мембранного потенциала в число аргументов позволило выявить качественное изменение зависимости окружного напряжения от растяжения и радиальной координаты с изменением сосудистого тонуса. При фиксированных значениях мембранного потенциала и концентрации кальция в фазе развития сосудистого тонуса напряжение убывает по мере приближения к наружной стенке сосуда и увеличивается с ростом растяжения, а после того, как он сформируется, направленность изменений окружного напряжения меняется на противоположную.
Ключевые слова
Об авторах
Н. Х Шадрина
Институт физиологии им. И.П. Павлова РАН
Email: nkhsh@yandex.ru
Санкт-Петербург, Россия
Список литературы
- И.В. Гончар, С.А. Балашов, И.А. Валиев и др., Труды МФТИ, 9 (1), 101 (2017).
- N. R. Tykocki, E. M. Boerman, and W. F. Jackson, Compr. Physiol., 7 (2), 485 (2018). doi: 10.1002/cphy.c160011
- W. F. Jackson, Front. Physiol., 12, 770450 (2021). doi: 10.3389/fphys.2021.770450
- H. Chen and G. S. Kassab, Sci. Rep., 7 (1), 9339 (2017). doi: 10.1038/s41598-017-08748-7
- Y. Lu, J. Wu, Y. Li, et al., Sci. Rep., 7 (1), 13911 (2017). doi: 10.1038/s41598-017-14276-1
- K. Takamizawa, Cardiovasc. Eng. Tech., 10 (4), 604 (2019). doi: 10.1007/s13239-019-00434-1
- A. Rachev and K. Hayashi, Ann. Biomed. Eng. 27, 459 (1999). doi: 10.1114/1.19
- M. A. Zulliger, A. Rachev, and N. Stergiopulos, Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 287, H1335 (2004). doi: 10.1152/ajpheart.00094.2004
- B. Zhou, A. Rachev, N. Shazly, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 48, 28 (2015). doi: 10.1016/j.jmbbm.2015.04.004
- M. Bol, A. Schmitz, G. Nowak, and T. Siebert, J. Mech. Behav. Biomed. Mater., 13, 215 (2012). doi: 10.1016/j.jtbi.2011.11.012
- K. Uhlmann and D. Balzani, Biomech. Model. Mechanobiol., 22, 1049 (2023). doi: 10.1007/s10237-023-01700-x
- С. А. Регирер, И. М. Руткевич и П. И Усик, Механика полимеров, № 4, 585 (1975).
- S. Murtada, A. Arner, and G. A. Holzapfel, J. Theor. Biol., 297, 176 (2012). doi: 10.1016/j.jtbi.2011.11.012
- S. Murtada and G. A. Holzapfel, J. Theor. Biol., 358 (7), 1 (2014). doi: 10.1016/j.jtbi.2014.04.028
- A. Navarrete, P. Varela, M. L6pez, et al., Front. Bioeng. Biotechnol., 10, 924019 (2022). doi: 10.3389/fbioe.2022.924019
- C. Hai, and R. A. Murphy, Am. J. Physiol., 255, 86 (1988).
- J. Stalhand and G. A. Holzapfel, J. Theor. Biol., 397, 13 (2016). doi: 10.1016/j.jtbi.2016.02.028
- J. Yang, J. W. Clark, R. M. Bryan, and C. A. Robertson, Med. Engineer. & Physics, 25, 691 (2003). doi: 10.1016/s1350-4533(03)00100-0
- J. Yang, J. W. Clark, R. M. Bryan, and C. A. Robertson, Med. Engineer. & Physics, 25, 711 (2003). doi: 10.1016/s1350-4533(03)00101-2
- M. Koenigsberger, R. Sauser, D. Seppey, et al., Bophys. J., 95 (6), 2728 (2008). doi: 10.1529/biophysj.108.131136
- A. Coccarelli, D. H. Edwards, A. Aggarwal, et al., J. Roy. Soc.Interface, 15, 20170732 (2018). doi: 10.1098/rsif.2017.0732
- Н. Х. Шадрина, Биофизика, 66 (1), 157 (2021).
- H. J. Knot and M. T. Nelson, J. Physiol., 508 (1), 199 (1998). doi: 10.1111/j.1469-7793.1998.199br.x
- G. Gabella, J. Ultrastruct. Res., 84 (1), 24 (1983). doi: 10.1016/s0022-5320(83)90083-7
- G. E. Sleek and B. R. Duling, Circ. Res., 59, 620 (1986). doi: 10.1161/01.res.59.6.620
- Y. Fung, Biomechanics (Springer-Verlag, N.-Y., 1981).
- Н. Х. Шадрина, Изв. РАН. Мех. жидк. и газа, № 2, 3 (2020). doi: 10.31857/S0568528120020115
- G. Osol, J. F. Brekke, K. McElroy-Yaggy, and N. I. Gokina, Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol., 283, H2260 (2002). doi: 10.1152/ajpheart.00634.2002
- R. Sanft, A. Power, and C. Nicholson, Math. Biosci., 315, 108223 (2019). doi: 10.1016/j.mbs.2019.108223
- A. Arner, Eur. J. Physiol., 395, 277 (1982). doi: 10.1007/BF00580790.
- H. J. Knot, N. B. Standen, and M. T. Nelson, J. Physiol., 508 (1), 211 (1998). doi: 10.1111/j.1469-7793.1998.211br.x
Дополнительные файлы
