Modelo matemático da dinâmica iônica durante um potencial pré-sináptico em célula neural

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Quinaud, Juliana Teixeira
Data de Publicação: 2012
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/96059
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química
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spelling Modelo matemático da dinâmica iônica durante um potencial pré-sináptico em célula neuralEngenharia quimicaSistema nervosoCircuitos neuraisSinapseEletrodifusãoDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaAtividades neuronais são responsáveis por grandes movimentações iônicas em tecidos neuronais. O processamento e a passagem da informação sináptica entre duas células neurais iniciam-se com a chegada de um potencial de ação nos terminais pré-sinápticos. Este fenômeno causa a despolarização do potencial de membrana da célula neural gerando grandes movimentações iônicas através da membrana neural. Modelos matemáticos encontrados na literatura que reproduzem este fenômeno usualmente baseiam-se em circuitos elétricos análogos e, por não considerarem os efeitos da eletrodifusão, podem ser questionados. O presente trabalho tem como objetivo propor um modelo de eletrodifusão no qual a dinâmica temporal do potencial de membrana e as concentrações iônicas nos espaços intra e extracelular são consideradas durante a despolarização do terminal pré-sináptico. Neste modelo estão incluídos a participação dos trocadores, bombas e canais voltagem-dependentes das quatro espécies iônicas mais relevantes: Potássio (K+), Sódio (Na+), Cloro (Cl-) e Cálcio (Ca2+). Os resultados são consistentes com a literatura e reproduzem a dinâmica iônica durante a chegada de um sinal pré-sináptico. Este modelo pode ser de grande utilidade para futuros trabalhos que pretendem simular a liberação de neurotransmissores e a passagem da informação sináptica em células do sistema nervoso central (SNC).The neuronal activities are responsible for high ionic movements in neuronal tissues. Processing and presentation of information between two synaptic neural cells begin with the arrival of an action potential in presynaptic terminals. This phenomenon causes the depolarization of the membrane potential of neural cell generating large ionic movements across the neuronal membrane. Mathematical models in the literature to reproduce this phenomenon are based on analog electrical circuits, and by not considering the effect of electrodiffusion, they may be questioned. This paper aims at proposing a model of electrodiffusion for which the temporal dynamics of membrane potential and ionic concentrations in the spaces within and outside the cell are considered during the depolarization of the presynaptic terminal. This model includes the participation of exchangers, pumps and voltage-gated channels of the four ionic most relevant species: Potassium (K+), Sodium (Na+), chlorine (Cl-) and calcium (Ca2+). The results are consistent and accurately reproduce the ion dynamics during the arrival of a presynaptic signal. This model may be useful for future studies that aim at simulating the release of neurotransmitters and synaptic passage of information in cells of the central nervous system (CNS).Pinto, Leonel TeixeiraUniversidade Federal de Santa CatarinaQuinaud, Juliana Teixeira2012-10-26T08:25:17Z2012-10-26T08:25:17Z2012-10-26T08:25:17Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis97 p.| il., grafs., tabs.application/pdf299502http://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/96059porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2013-05-04T04:24:49Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/96059Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732013-05-04T04:24:49Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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