Estudio de la Sincronización y Transmisión de Oscilaciones de Señalización Intracelular en Células Utilizando Análisis Bispectral
Autores: Astashev, Maxim E.; Serov, Dmitriy A.; Tankanag, Arina V.; Knyazeva, Inna V.; Dorokhov, Artem A.; Simakin, Alexander V.; Gudkov, Sergey V.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Estudio de la Sincronización y Transmisión de Oscilaciones de Señalización Intracelular en Células Utilizando Análisis Bispectral
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Biología
Palabras clave
Sincronización de oscilaciones
Biología celular
Análisis bispectral
Moléculas de señalización intracelular
Calcio
óxido nítrico
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
El análisis de sincronización de oscilaciones en sistemas biológicos ampliará nuestro conocimiento sobre la respuesta de los sistemas vivos a los cambios en las condiciones ambientales. Este conocimiento puede ser utilizado en medicina (diagnóstico, terapia, monitoreo) y agricultura (aumento de la productividad, resistencia a efectos adversos). Actualmente, se está buscando un método informativo, preciso y sensible para analizar la sincronización de procesos oscilatorios en biología celular. Esto se manifiesta especialmente en el análisis de las oscilaciones de concentración de moléculas de señalización intracelular en células eléctricamente no excitables. El método de análisis bispectral podría aplicarse para evaluar las características de las oscilaciones sincronizadas de mediadores intracelulares. Elegimos células endoteliales de microvásculos de ratón como células modelo. Se seleccionaron concentraciones de calcio y óxido nítrico (NO) bien estudiadas para el estudio en condiciones de control y estrés bien descrito: calentamiento a 40 grados C y hiperglucemia. El análisis bispectral nos permite evaluar con precisión la proporción de células sincronizadas, su grado de sincronización, y la amplitud y frecuencia de las oscilaciones sincronizadas de calcio y NO. El calentamiento a 40 grados C aumentó la sincronización celular para el calcio, pero disminuyó para las oscilaciones de NO. La hiperglucemia abolió este efecto. El calentamiento a 40 grados C cambió las frecuencias y aumentó las amplitudes de las oscilaciones sincronizadas de la concentración de calcio y la tasa de síntesis de NO. La primera parte de este artículo describe los principios del método de análisis bispectral y las ecuaciones y modificaciones del método que proponemos. En la segunda parte de este artículo, se presentan ejemplos específicos de la aplicación del análisis bispectral para evaluar la sincronización de células vivas in vitro. La discusión compara las capacidades del análisis bispectral con otros métodos analíticos en este campo.
Descripción
El análisis de sincronización de oscilaciones en sistemas biológicos ampliará nuestro conocimiento sobre la respuesta de los sistemas vivos a los cambios en las condiciones ambientales. Este conocimiento puede ser utilizado en medicina (diagnóstico, terapia, monitoreo) y agricultura (aumento de la productividad, resistencia a efectos adversos). Actualmente, se está buscando un método informativo, preciso y sensible para analizar la sincronización de procesos oscilatorios en biología celular. Esto se manifiesta especialmente en el análisis de las oscilaciones de concentración de moléculas de señalización intracelular en células eléctricamente no excitables. El método de análisis bispectral podría aplicarse para evaluar las características de las oscilaciones sincronizadas de mediadores intracelulares. Elegimos células endoteliales de microvásculos de ratón como células modelo. Se seleccionaron concentraciones de calcio y óxido nítrico (NO) bien estudiadas para el estudio en condiciones de control y estrés bien descrito: calentamiento a 40 grados C y hiperglucemia. El análisis bispectral nos permite evaluar con precisión la proporción de células sincronizadas, su grado de sincronización, y la amplitud y frecuencia de las oscilaciones sincronizadas de calcio y NO. El calentamiento a 40 grados C aumentó la sincronización celular para el calcio, pero disminuyó para las oscilaciones de NO. La hiperglucemia abolió este efecto. El calentamiento a 40 grados C cambió las frecuencias y aumentó las amplitudes de las oscilaciones sincronizadas de la concentración de calcio y la tasa de síntesis de NO. La primera parte de este artículo describe los principios del método de análisis bispectral y las ecuaciones y modificaciones del método que proponemos. En la segunda parte de este artículo, se presentan ejemplos específicos de la aplicación del análisis bispectral para evaluar la sincronización de células vivas in vitro. La discusión compara las capacidades del análisis bispectral con otros métodos analíticos en este campo.