Секрет долголетия ночницы.

Биологи уже давно считают, что продолжительность жизни животного определяется очень просто: чем оно больше, тем дольше живет.

Математическая модель регуляции системного гомеостаза железа

Материалы по биологии и химии / Исследование системы гомеостаза железа и развития окислительного стресса методами математического моделирования / Математическая модель регуляции системного гомеостаза железа

Страница 1

На основе данных литературы и разработанных ранее моделей [34-37] мной была создана модель системного гомеостаза железа. Схема модели представлена на Рис 8

.

NTBI компартмент.

NTBI компартмент включает в себя железо, экспортированное из внутриклеточного лабильного пула железа макрофагов, энтероцитов и гепатоцитов, но еще не связавшееся с трансферрином. Поскольку механизм регуляции экскреции железа организмом неизвестен, в модели считается, что экскреция происходит с постоянной скоростью. Абсорбция железа, однако, активно регулируется. Зрелые энтероциты двенадцатиперстной кишки абсорбируют и экскретируют примерно 1мг железа в день. Эти клетки экспрессируют транспортер железа ферропортин, посредством которого осуществляется транспорт из внутриклеточного лабильного пула железа энтероцитов в плазму крови. Экспрессия ферропортина, и, следовательно, скорость абсорбции регулируется гепсидином.

Рисунок 8.

Структура компартментализованной модели системного гомеостаза железа. Каждый компартмент отражает количество железа, находящегося в определенном состоянии (т.е. свободное или связанное с трансферрином) или местонахождение (т.е. железо в макрофагах или гепатоцитах). NTBI - железо, несвязанное с трансферрином, FeTf - комплекс железа с трансферрином, RBC - красные кровяные клетки, Macrofage - макрофаги, Hepatocyte - гепатоциты.

Гепсидин связывается с ферропортином на клеточной мембране и индуцирует его вхождение в клетку и последующую деградацию. Согласно современным представлениям продукция гепсидина регулируется посредством передачи сигнала с рецептора трансферрина второго типа. Представленные ниже уравнения отражают этот путь передачи сигнала.

FeTf компартмент

После экспорта железа в плазму крови посредством ферропортина железо связывается с трансферрином. В таком состоянии железо потребляется гепатоцитами и красными кровяными клетками.

Hepatocyte компартмент

Основным механизмом потребления железа клетками является TfR1-опосредуемый эндоцитоз комплекса трансферрина с железом. Гепатоциты также способны получать железо посредством TfR2 зависимого эндоцитоза. Было показано, что связывание холотрансферрина с TfR2 в гепатоцитах увеличивает время полураспада TfR2 c четырех до 16 часов, что позволяет регулировать количество TfR2 в зависимости от концентрации холотрансферрина в плазме крови. Увеличение стационарного количества TfR2 при изменении концентрации холотрансферрина происходит по гиперболическому закону и достигает половины от максимального значения при концентрации холотрансферрина 2.5 мкМ.