Přejít k obsahu


Combined model of bladder detrusor smooth muscle and interstitial cells

Citace:
ROSENBERG, J., BYRTUS, M., ŠTENGL, M. Combined model of bladder detrusor smooth muscle and interstitial cells. EXPERIMENTAL BIOLOGY AND MEDICINE, 2016, roč. 241, č. 16, s. 1853-1864. ISSN: 1535-3702
Druh: ČLÁNEK
Jazyk publikace: eng
Anglický název: Combined model of bladder detrusor smooth muscle and interstitial cells
Rok vydání: 2016
Autoři: Prof. Ing. Josef Rosenberg DrSc. , Ing. Miroslav Byrtus Ph.D. , Milan Štengl
Abstrakt CZ: Velkou výzvou je porozumění interakci mezi buňkami hladkého svalstva detrusoru a ostatními typy buněk, jež mohou výrazně přispívat ke koordinaci a modulaci kontrakcí detruzoru. Počítačový model může pomoci osvětlit některé vlastnosti, jež je obtížné zjistit experimentálně. Proto byl vyvinut in silico model buňky hladkého svalu a interstitiální buňky propojených pomocí gap junction. Tento model obsahuje všechny hlavní vodivosti iontů a transportéry popisované v těchto buňkách v literatuře. Velmi dobře reprodukuje experimentální výsledky získané ze vzorků normálního detruzoru v případě farmakologických intervencí (ryanodin, kofein, nimodipin), přičemž model buňky samotného hladkého svalu (bez interstitiálních buněk) selhává při reprodukci těchto experimentálních výsledků. Dále byl vyvinut model pro hyperaktivní močový měchýř, jenž se vyskytuje často u mužů i žen s rostoucí incidencí ve vyšším věku. K tomuto účelu byly modifikovány některé procesy: redukce uvolňování vápníku ryanodinovými receptory a redukce na vápníku závislé draslíkové vodivosti spolu se změnou propojení pomocí gap junction. Tento model byl rovněž schopný reprodukovat vliv farmak na hyperaktivní měchýř. Výsledky ukazují, že interstitiální buňky významně přispívají ke kontrakčnímu chování svalstva detruzoru v močovém měchýři a nemohou být opomíjeny. Z modelu je dále patrné, že redukce uvolňování vápníku ryanodinovými receptory a redukce na vápníku závislé draslíkové vodivosti spolu se změnou propojení pomocí gap junction může hrát výraznou roli v patogenezi hyperaktivního měchýře.
Abstrakt EN: Understanding the interactions between the detrusor smooth muscle cells and other bladder cell types (e.g. interstitial cells, IC) that may significantly contribute to coordinating and modulating detrusor contractions represents a considerable challenge. Computer modeling could help to elucidate some properties that are difficult to address experimentally; therefore, we developed in silico models of detrusor smooth muscle cell and interstitial cells, coupled through gap junctions. The models include all of the major ion conductances and transporters described in smooth muscle cell and interstitial cells in the literature. The model of normal detrusor muscle (smooth muscle cell and interstitial cells coupled through gap junctions) completely reproduced the experimental results obtained with detrusor strips in the presence of several pharmacological interventions (ryanodine, caffeine, nimodipine), whereas the model of smooth muscle cell alone (without interstitial cells) failed to reproduce the experimental results. Next, a model of overactive bladder, a highly prevalent clinical condition in both men and women with increasing incidence at older ages, was produced by modifying several processes as reported previously: a reduction of Ca2ţ-release through ryanodine receptors and a reduction of Ca2ţ-dependent Kţ-conductance with augmented gap junctional coupling. This model was also able to reproduce the pharmacological modulation of overactive bladder. The results indicate that the non-smooth muscle cells of the detrusor (interstitial cells) contribute significantly to the contractile behavior of bladder detrusor muscle and should not be neglected. The model suggests that reduced Ca2ţ- release through ryanodine receptors and Ca2ţ-dependent Kţ-conductance together with augmented gap junctional coupling might play a major role in overactive bladder pathogenesis.
Klíčová slova

Zpět

Patička