Vasküler düz kasların germe uyarılarına ait kuvvet yanıtlarının matematiksel modellenmesi
The matematical modeling of force responses of vascular smooth muscles to strech
- Tez No: 164902
- Danışmanlar: PROF. DR. NECLA ÖZTÜRK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Biyofizik, Biophysics
- Anahtar Kelimeler: vasküler düz kas, vena porta, matematiksel model, bağlanma hızı, çözünme hızı, kuvvet cevabı, uzunluk uyarısı, vascular smooth muscle, vena porta, mathematical model, attachment rate, detachment rate, force response, stretch stimulus VI
- Yıl: 2005
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Sağlık Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Biyofizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
ÖZET Demirel, C, Vasküler düz kasların germe uyarılarına aît kuvvet yanıtlarının matematiksel modellenmesi, Hacettepe Üniversitesi Sağlık Bilimleri Enstitüsü Biyofizik Programı Doktora Tezi, Ankara, 2005. İskelet kası ile düz kasda aktif kuvvet miyozin filamenti ve aktin fılamenti arasındaki etkileşimle oluşmaktadır ve her iki kasında germe uyarılarına cevapları benzerdir. Bu benzerliklere rağmen iskelet kaslarına ait geçici kuvvet cevaplarını simüle eden matematiksel modeller, vasküler düz kaslardan ölçülen germe uyarılarına ait cevaplara uygulanmamıştır. Bu tez çalışmasında; vasküler düz kasların germe uyarılarına ait aktif kuvvet cevaplarının, iskelet kasında olduğu gibi, kasılma mekanizması temel alınarak simülasyonunun yapılması amaçlandı. Bu amaçla literatürdeki iskelet kası için yapılmış olan simülasyonlar incelendi ve bu modellerin adım ve rampa şeklindeki germe uyarılarına cevapları bulunarak çalışmamızda kullanılacak model belirlendi. Deney sistemi, kasa uzunluk uyarılarının verilmesi ve kuvvet ile uzunluk değişimlerinin eş zamanlı kaydedilmesi için uygun hale getirildi. Deneylerimizde 350 - 500 gr ağırlığındaki 50 adet erkek kobaydan izole edilen vena porta düz kası kullanıldı. Deneyler 36 °C de yürütüldü. Deneylerin ilk aşamasında 80 mM KCI ile sabit izometrik kuvvet altında kasılan kasa adım ile çıkış süresi 2 saniye ve 10 saniye olan rampa şeklindeki uzunluk değişimleri dönüşümlü uygulandı ve toplam kuvvet cevapları kaydedildi. İkinci aşamada organ banyosuna 4 mg/l izoptin eklendi ve ilk aşamadaki deneyler tekrarlanarak kasın pasif kuvvet cevapları ölçüldü. Deneylerin ilk aşamasında ölçülen toplam kuvvet cevaplarından pasif kuvvet cevaplan çıkartılarak aktif kuvvet cevapları bulundu. Elde edilen aktif kuvvet cevapları bir sabit ve üç üstel terimden oluşan bir denkleme uyduruldu ve buradan kasılma kinetiği ile ilişkili bağlanma ve çözünme hızları bulundu. Bu işlem sonucunda bulunan hız değerleri başlangıç kabul edilerek optimizasyon yapıldı ve deneysel sonuçları en az hata ile temsil eden hızlar belirlendi. Ayrıca simülasyon çalışmasında kullanılacak uyarının genliği ile ilişkili diğer parametreler tanımlandı. Bulunan hız değerleri ve genlik parametresi kullanılarak, adım ve iki farklı rampa uyarısı için kuvvet cevaplarının simülasyonları yapıldı. Deneysel olarak adım şeklindeki uzunluk uyarısına ölçülen aktif kuvvet cevabı ile simülasyonla oluşturulan kuvvet cevabı arasındaki farkın istatistiksel olarak anlamlı olmadığı bulundu. Ancak rampa şeklindeki germe uyarıları için oluşturulan simülasyon sonuçlarının, deneysel olarak ölçülen aktif cevaplardan farklı özellikte olduğu görüldü. Simülasyon çalışmamızda kullanmış olduğumuz modelin, adım uyarısına ait cevapları modelleyebileceği fakat rampa uyarıları için modelin geliştirilmesi gerektiği sonucuna varıldı.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT Demirel, G, The mathematical modeling of force responses of vascular smooth muscles to stretch, Hacettepe University, Health Sciences Institute, PhD Thesis in Biophysics, Ankara, 2005. The active force both in skeletal and smooth muscle is formed as a result of the interactions between the myosin and the actin filaments are alike; consequently, the responses of both muscle types to a stretch stimulus are alike. But, despite this similarity, the mathematical models that have been used to simulate the transient force responses in skeletal muscles has not been used in the simulation of the smooth muscle responses to stretch stimuli. This thesis aimed to simulate the active force response of the vascular smooth muscles on the basis of the contraction mechanism, as in the case of the skeletal muscle. With this objective in mind, different models of the skeletal muscle published in the literature have been examined and the responses of these models to step and stretch stimuli have been calculated in order to determine the model that would be used in our study. The experimental setup has been adjusted so as to apply stretch to the muscle and to record the force and length changes simultaneously. In this study isolated vena porta smooth muscles have been used that were isolated from 50 male guinea pigs with weights between 350-500 gm. The experiments have been carried out under the temperature of 36° C. In the first stage of the experiments, three stretch changes, the two in the form of a ramp with rise times of 2 sec and 10 sec, and the other in the form of a step have been applied successively to the muscle that contracted under a constant isometric force in 80 mM KCI and the total force responses have been recorded. In the second stage, 4 mg/l isoptin has been added to the organ bath and the passive force responses of the muscle have been measured by repeating the same procedure used in stage one. These passive responses have been subtracted from the total responses obtained in stage one and the active force responses have been found. These active force responses have been fitted to an equation that was comprised of one constant and three exponential terms, and from here attachment and detachment rates related to the contraction kinetics have been determined. These rate values have been taken as the initial values and have been optimized, and the rates that represented the experimental values with the minimum error have been determined. Besides, the parameters related to the amplitude of the stimulus that would be used in simulation have been defined. By using these rate values and the amplitude parameter, the simulation of the force response to two ramp and the step stimuli has been carried out. The difference between the experimentally measured active force response to the step stimulus and active force response to the same stimulus obtained from the simulation was not statistically significant. But, the simulation results in response to ramp stimuli were found to be significantly different from those of the experimentally found active responses. We have decided that the model we used in this simulation study could model the responses to a step stimulus, but a more advanced model was necessary to simulate the responses to ramp stimuli.
Benzer Tezler
- Homosistein'in vaskuler düz kas fonksiyonları üzerine etkileri
Effects of homocysteine on the vascular smooth muscles function
ŞÜKRÜ BOZKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Eczacılık ve FarmakolojiZonguldak Karaelmas ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. EMİNE YILMAZ SİPAHİ
- Ratlarda deneysel serebral iskemi sonrası riociguat ve resveratrol kombine tedavinin nöroprotektif etkilerinin araştırılması
İnvastigation of the neuroprotective effects of combined treatment of riociguat and resveratrol after experimental cerebral ischemia i̇n rats
BARIŞ ASLANOĞLU
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
NöroşirürjiDicle ÜniversitesiBeyin ve Sinir Cerrahisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAHYA TURAN
- TAS2R114 reseptörünün erektil fonksiyondaki rolü
The role of TAS2R14 receptor on erectile function
EMİNE NUR ÖZBEK
Doktora
Türkçe
2024
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜNAY YETİK ANACAK
- Hipertansif hastalarda mikrosirkülasyonun değerlendirilmesi
Evaluation of microcirculation in hypertension patients
SAYIN ÇAĞLAR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2012
KardiyolojiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiKardiyoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NECMİ ATA
- Bronkoaktif ajanların solunum yolundaki etkilerinde epitelin ve nitrik oksitin rolü
Başlık çevirisi yok
SERAP A. AKGÜR
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
1996
Eczacılık ve FarmakolojiEge ÜniversitesiFarmakoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. NECDET SOYKAN