180 likes | 260 Views
Explore how the calcium-induced calcium release mechanism influences the dynamics of NRK cells, involving IP3 receptors, SERCA pumps, and ion channels. Understand the effects of different IP3 concentrations and frequencies on calcium oscillations and action potentials in electrically coupled cell networks.
E N D
Synchronization and propagationin a network of electrically coupled cells = = = = =
QUIESCENT NRK CELLS
Cell dynamics of NRK cells • IP3 receptor : Ca-induced Ca release • Serca-pomp: CA terugpompen in ER • PMCA-pomp: pompt Ca uit cytosol • Relevante ion-kanalen in celmembraan • ClCa : VCL = -20 mV • L-type Ca-kanaal : Vca = +55 mV • K-kanaal : VK = -75 mV • Ca-dependent Cl-channel (VCl = -20 mV)
Cacyt/IP3 receptor model Calcium in cytosol increases, Calcium is the trigger
Cacyt/IP3 receptor model Calcium and IP3 binding on the activating site of the VIP3 k1= 7 sec-1 m and w gates described as the Hodgkin-Huxley model
Cacyt/IP3 receptor model For High levels of Calcium concentrations, the IP3 receptor is inhibited Mak et al. 1998
Cacyt/IP3 receptor model Calcium concentration in the cytosol is recovered to its default value
Wat gebeurt er • Indien we 2 cellen hebben met elk een verschillende IP3 concentratie ? • Indien deze cellen elk een verschillende frequentie hebben voor de Ca-oscillaties • Indien de cellen electrisch gekoppeld zijn.
Coupling between two cells Ca oscillaties Actie potentialen Geen electrische koppeling Zwakke electrische koppeling Sterke (normale) electrische koppeling
Wat gebeurt er in een netwerk van cellen, waarbij sommige cellen wel/niet Ca oscillaties hebben ? • Een enkele cel is niet in staat in anderen cellen, die geen Ca-oscillaties hebben, AP’s te genereren: de stroom vloeit weg tgv hoge conductantie van gap-junctions • Indien er een groepje cellen is, dat tegelijk een AP genereert en dat voldoende cellen bevat, worden nabuurcellen tot vuren gebracht. • Cellen, die Ca-oscillaties vertonen bij verschillende frequenties, synchroniseren.
Samenvatting • Cellen met intracellulaire Ca-oscillaties genereren actiepotentialen • Cellen met verschillende Ca-oscillatie frequenties kunnen synchroniseren • Indien voldoende cellen samen actief zijn, ontstaat propagatie van electrische activiteit in een netwerk. • Voorbeelden: darm, pancreas, NRK-cellen.