The role of calcium dynamics in brain energy metabolism
Beyin-enerji metabolizmasında kalsiyum dinamiğinin rolü
- Tez No: 152406
- Danışmanlar: PROF.DR. KUTLU ÜLGEN, Y.DOÇ.DR. ATA AKIN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
ÖZET BEYİN ENERJİ METABOLİZMASINDAN KALSİYUM DİNAMİĞİNİN ROLÜ İşlevsel görüntüleme teknikleri, kan akışı ve enerji metabolizmasındaki değişiklikleri görüntüleyebilmesi açısından, beyin aktivasyonu ile ilgili çalışmalarda önemli bir rol oynamaktadır. İşlevsel beyin görüntüleme verilerini daha iyi yorumlamak için, elektriksel aktivite, enerji metabolizması ve hemodinamiğini birbirine bağlayabilecek bir model oluşturulmuştur. Bu yeni model, beyin hemodinamiğini, iyonik akımları, glikolizi, oksijenli solunumu ve beyin-damar değişimlerini bir sistem içinde toplamıştır. Bu noktada hücre içerisinde hemen hemen her olayda rol aldığı göz önüne alınarak, kalsiyum dinamiği de sisteme ilave edilmiştir. Kalsiyum dinamiğindeki bozulmaların Alzheimer hastalığı ile ilişkili olabileceği yönündeki bilgiler ışığında, elde edilen model ile bu hastalığın BOLD sinyali üzerindeki etkisi de araştırılmıştır. Bu tezin amacı, işlevsel görüntülemenin biyokimyasal ve fizyolojik öneminin anlaşılmasını sağlayacak bir model elde etmek ve bu modeli BOLD sinyali gibi ölçülebilir parametrelerle ilişkilendirmektir. Sisteme kalsiyum dinamiğinin de etkilenmesi sonucu görülmüştür ki hem BOLD sinyali hem de metabolit profilleri literatürdeki deneysel verilerle tutarlı, salınımlı davranışlar sergilemişlerdir. Alzheimer hastalığındaki değişimleri incelemek üzere, serebral kan dolaşımı artışını azalttığımızda ise BOLD sinyali eksi bölgede kalmış; bu sonuç bastırılmış sinirsel aktivite olarak yorumlanmıştır. Sonuç olarak, deneysel verilerle tutarlılığı göz önüne alınarak, oluşturulan modelin başarılı olduğu söylenebilir.
Özet (Çeviri)
IV ABSTRACT THE ROLE OF CALCIUM DYNAMICS IN BRAIN ENERGY METABOLISM Functional imaging techniques play a major role in the study of brain activation by monitoring the changes in blood flow and energy metabolism. In order to interpret functional neuroimaging data better, the existing mathematical models describing the links that may exist between electrical activity, energy metabolism and hemodynamics in literature are thoroughly analyzed for their advantages and disadvantages in terms of their prediction of available experimental data. Then, these models are combined within a single model that includes membrane ionic currents, glycolysis, mitochondrial activity, exchanges through the blood-brain barrier, as well as brain hemodynamics. Particular attention is paid to the transport and storage of calcium ions in neurons since calcium is not only an important molecule for signaling in neurons, it is also essential for memory storage. Multiple efforts has underlined importance of calcium dependent cellular processes in the biochemical characterization of Alzheimer's disease, suggesting that abnormalities in calcium homeostasis might be involved in the pathophysiology of the disease. The ultimate goal of this study is to formulate hypotheses about the physiological or biochemical significance of functional neuroimaging and to model the progression of Alzheimer's disease and to couple it to measurable physiological parameters in the time course of the modeled blood-oxygenation-level-dependent (BOLD) signal, which might improve the chances of early diagnosis as well as proposing novel drugs in the treatment stages. When calcium dynamics are included in the model, both BOLD signal and metabolite concentration profiles exhibit an oscillatory behaviour in consistent with the experimental data found in literature. In the case of Alzheimer's disease, the effect of halved cerebral blood flow increase results in a negative BOLD signal implying suppressed neural activity.
Benzer Tezler
- Sinirileticilerin etkisinin matematiksel modellenmesi: Orta boy dikensi hücrelere dopaminin etkisi
Modelling the effect of neurotransmitters: Effect of dopamine on medium spiny neurons
RAHMİ ELİBOL
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. NESLİHAN SERAP ŞENGÖR
- Endoplazmik retikulum dinamiklerinin akson fonksiyon ve plastisitesindeki rolleri
The roles of endoplasmic reticulum dynamics in axon function and plasticity
AYŞE SERVER SEZER
Doktora
Türkçe
2026
Fizyolojiİstanbul Medipol ÜniversitesiSinirbilim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRKAN ÖZTÜRK
- Endoplazmik retikulum stres modeli oluşturulan HTR-8/svneo insan trofoektoderm hücre hattında hücresel dinamiklerin moleküler araştırılması
Investigation the effects of endoplasmic reticulum stresss on intracellular dynamics in HTR-8/svneo human trophectoderm cell line
GURUR GARİP
Doktora
Türkçe
2021
Histoloji ve EmbriyolojiEge ÜniversitesiHistoloji ve Embriyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞEGÜL UYSAL
- Kalsinörin proteinini hedefleyerek kandidiyaz hastalığının tedavisine yönelik peptit tabanlı moleküllerin bilgisayar ortamında tasarımı
In silico design of peptide-based molecules targeting calcineurin protein for the treatment of candidiasis
YAĞMUR DİCLE ALTUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR ALPTÜRK
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEFER BADAY
- Transient receptor potential vanniloid 4 (TRPV4) kanalının kolon kanseri metastazındaki rolü
The role of transient receptor potential vanilloid 4 (TRPV4) channel on colon cancer metastasis
CANER KARACA