Synchronization and propagation in a network of electrically coupled cells =====

Presentatie over: "Synchronization and propagation in a network of electrically coupled cells ====="— Transcript van de presentatie:

1 Synchronization and propagation in a network of electrically coupled cells =====

2 QUIESCENT NRK CELLS

3 Cell dynamics of NRK cells

4 IP 3 receptor : Ca-induced Ca release Serca-pomp: CA terugpompen in ER PMCA-pomp: pompt Ca uit cytosol Relevante ion-kanalen in celmembraan Cl Ca : V CL = -20 mV L-type Ca-kanaal : V ca = +55 mV K-kanaal : V K = -75 mV Ca-dependent Cl-channel (V Cl = -20 mV) Cell dynamics of NRK cells

5 Ca cyt /IP 3 receptor model Calcium in cytosol increases, Calcium is the trigger

6 Ca cyt /IP 3 receptor model k 1 = 7 sec -1 Calcium and IP3 binding on the activating site of the V IP3 m and w gates described as the Hodgkin-Huxley model

7 Ca cyt /IP 3 receptor model Mak et al. 1998 For High levels of Calcium concentrations, the IP3 receptor is inhibited

8 Ca cyt /IP 3 receptor model Calcium concentration in the cytosol is recovered to its default value

9 Ca cyt /IP 3 receptor model

10 Intracellular Ca 2+ and the action potential

11 Frequency of Ca-oscillations as a function of IP3

12 Ca-oscillation amplitude as a function of IP 3 concentration

13 Wat gebeurt er  Indien we 2 cellen hebben met elk een verschillende IP 3 concentratie ?  Indien deze cellen elk een verschillende frequentie hebben voor de Ca-oscillaties  Indien de cellen electrisch gekoppeld zijn.

14 Coupling between two cells Geen electrische koppeling Zwakke electrische koppeling Sterke (normale) electrische koppeling Ca oscillatiesActie potentialen

15 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.

16 Ca-oscillations and AP-firing in a network of coupled cells

17

18 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.