S. V. National Institute of Technology,  Surat, Gujarat , India

Аннотация. Передача кальция является основным и жизненно важным компонентом межклеточной коммуникации практически во всех типах клеток человека и животных. Все жизненно важные функции паренхиматозной клетки печени (гепатоцита) регулируются механизмами кальциевой сигнализации. Различные уровни концентрации кальция обеспечивают отвечают за определенные функции клетки. Понимание механизмов и факторов, влияющих на динамику кальция в клетке гепатоцитов,  важно для различных клинических применений, связанных с заболеваниями печени. В этой статье предлагается математическая модель для изучения внутриклеточной динамики кальция в клетке гепатоцитов с учетом таких процессов, как диффузия, адвекция, буферизация. Использовалось уравнение диффузии-адвекции   для случая двумерного нестационарного состояния клетки с начальными и граничными условиями, сформулированными на основе физических условий ячейки. Метод конечных объемов и схема Кранка-Николсона были использованы для пространственного и временного измерения соответственно для получения численного решения. Влияние эндогенных и экзогенных буферов, адвекции и диффузии на динамику кальция в клетках гепатоцитов было изучено с помощью численных результатов. Наблюдается повышение и понижение пространственно-временной концентрации кальция в клетках гепатоцитов в ответ на конкретные условия адвекции, диффузии и концентрации буфера. Эти изменения в пространственно-временных концентрациях кальция регулируются в узком диапазоне из-за тонкой координации между этими процессами клетки в нормальных условиях окружающей среды и физиологических условиях. Предложенная модель дает лучшее понимание взаимосвязи и взаимозависимости этих физических процессов для тонкой координации между ними для поддержания структуры и функций клетки.

Ключевые слова: клетка гепатоцитов, адвекция, диффузия, кальций, буфер, метод конечных объемов.