Embed Size (px)
DESCRIPTION
Synchronization and propagation i n a ne twork o f electrically c oupled cells. =. =. =. =. =. QUIESCENT NRK CELLS. Cell dynamics of NRK cells. Cell dynamics of NRK cells. IP 3 receptor : Ca-induced Ca release Serca-pomp: CA terugpompen in ER PMCA-pomp: pompt Ca uit cytosol - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Synchronization and propagation in a network of electrically coupled cells
= = = = =
QUIESCENT NRK CELLS
Cell dynamics of NRK cells
IP3 receptor : Ca-induced Ca release
Serca-pomp: CA terugpompen in ER
PMCA-pomp: pompt Ca uit cytosol
Relevante ion-kanalen in celmembraan
• ClCa : VCL = -20 mV
•L-type Ca-kanaal : Vca = +55 mV
•K-kanaal : VK = -75 mV
•Ca-dependent Cl-channel (VCl = -20 mV)
Cell dynamics of NRK cells
Cacyt/IP3 receptor model
Calcium in cytosol increases, Calcium is the trigger
Cacyt/IP3 receptor model
)())(( 23
1 CaCakwmkJ ERrel
k1= 7 sec-1
Calcium and IP3 binding on the activating site of the VIP3
m and w gates described as the Hodgkin-Huxley model
Cacyt/IP3 receptor model
Mak et al. 1998
For High levels of Calcium concentrations, the IP3 receptor is inhibited
Cacyt/IP3 receptor model
Calcium concentration in the cytosol is recovered to its default value
Cacyt/IP3 receptor model
)(
)(1.0
)(1
)())((
)(
)(
22
2
2
33
1322
31
3
23
1
max
max
22
2max
SERCArelER
CRACleakPMPMCASERCArel
w
A
ERrel
pumpPMCAPMCA
extPMleakPM
extextER
extCRACCRAC
SERCASERCASERCA
JJdt
dCa
JJJJJdtdCa
CaQa
CaQQ
w
dIP
dIPdQ
CaKCa
IPd
IPm
CaCakwmkJ
KCaCa
JJ
CaCakJ
KCaCa
CaJJ
KCaCa
JJ
Intracellular Ca2+ and the action potential
Frequency of Ca-oscillations as a function of IP3
Ca-oscillation amplitude as a function of IP3 concentration
Wat gebeurt er
Indien we 2 cellen hebben met elk een verschillende IP3 concentratie ?
Indien deze cellen elk een verschillende frequentie hebben voor de Ca-oscillaties
Indien de cellen electrisch gekoppeld zijn.
Coupling between two cells
Geen electrische
koppeling
Zwakke electrische
koppeling
Sterke (normale)
electrische
koppeling
Ca oscillaties Actie potentialen
Wat gebeurt er in een netwerk van cellen, waarbij sommige cellen wel/niet Ca
oscillaties hebben ?
Een enkele cel is niet in staat in anderen cellen, die geen Ca-oscillaties hebben, AP’s te genereren: de stroom vloeit weg tgv hoge conductantie van gap-junctions
Indien er een groepje cellen is, dat tegelijk een AP genereert en dat voldoende cellen bevat, worden nabuurcellen tot vuren gebracht.
Cellen, die Ca-oscillaties vertonen bij verschillende frequenties, synchroniseren.
Ca-oscillations and AP-firing in a network of coupled cells
Ca-oscillations and AP-firing in a network of coupled cells
Samenvatting
Cellen met intracellulaire Ca-oscillaties genereren actiepotentialen
Cellen met verschillende Ca-oscillatie frequenties kunnen synchroniseren
Indien voldoende cellen samen actief zijn, ontstaat propagatie van electrische activiteit in een netwerk.
Voorbeelden: darm, pancreas, NRK-cellen.
