Conf. Dr. Bogdan Amuzescu

Activitate de cercetare:  Electrofiziologia si modelarea matematica a sistemelor excitabile

Tehnica patch-clamp (imaginată de B. Sakmann şi E. Neher) a permis o caracterizare detaliată a cineticii de gating a diferitelor canale ionice activate de voltaj sau liganzi, precum şi a unor transportori activi sau pasivi din membrana plasmatică şi din membranele intracelulare (reticul endoplasmic, tubuli t, mitocondrii, etc.). În pofida acestei abundenţe de date, modelele matematice ale celulelor excitabile se bazează încă în mare măsură pe modele suprasimplificate (Hodgkin-Huxley, FitzHugh-Nagumo, etc.), care nu reflectă întreaga complexitate a realităţii biologice şi patologice, şi, în şi mai mică măsură, proprietăţile farmacodinamice ale acestor sisteme. În general, modelele matematice celulare cantitative pot fi sortate pe cinci niveluri de complexitate: modele de tip black-box, modele "în cascadă" cu elemente liniare si neliniare, modele ale unor compartimente celulare izolate (de exemplu axonul nemielinizat), modele compartimentale reduse, şi modele compartimentale detaliate (categoria cea mai complexă) (Herz AVM et al. Modeling Single-Neuron Dynamics and Computations: A Balance of Detail and Abstraction, Science 314:80-85, October 2006).

Scopul grupului nostru este de a dezvolta modele compartimentale reduse pentru o serie de celule excitabile, precum neuronii senzitivi primari din ganglionii spinali sau diferite tipuri de cardiomiocite din sistemul excito-conductor şi din miocardul de lucru, şi de a le optimiza prin compararea rezultatelor de modelare cu date experimentale obţinute prin înregistrări patch-clamp de tip whole cell şi single-channel.

În continuare, vom integra aceste modele în modele complexe la nivel de populaţie celulară sau de organ. Folosind metode variaţionale, vom modela geneza diferitelor tipuri de aritmii cardiace prin focare ectopice sau mecanisme de reintrare, şi vom corela datele provenite de la aceste modele cu date clinice (matrice de autocorelatie ale potenţialului electric de suprafaţă în cursul ciclului cardiac).

 

 

Pin It