Математическое моделирование естественного и УФ-индуцированного меланогенеза

• Автор: Пешкова, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 213 с.

СОДЕРЖАНИЕ

СЛОВАРЬ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ОБЗОР. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О МЕЛАНОГЕНЕЗЕ.

1.1. Источники

1.2. Общие сведения о пигментной системе эпидермиса.

1.2.1. Кожа Эпидермис. Кератиноциты.

1.2.2. Меланогенез

1.3. Компоненты пигментной системы

1.3.1. Меланоциты.

1.3.2. Меланосомы.

1.3.3. Меланин
1.3.4. Тирозиназа.
1.3.5. Тирозиназоподобные белки.
1.4. Изменения в процессах меланогенеза под действием УФизлучения
1.4.1. Прохождение УФизлучения через эпидермис и индуцируемые эффекты
1.4.2. Типы пигментации.
1.4.3. Индуцированный меланогенез защита или опасность для организма
1.5. УФиндуцированная передача сигнала в клетках.
1.5.1. Общее представление
1.5.2. ПКСзависимый сигнальный путь
1.5.3. ЦАМФзависимый сигнальный путь.
1.5.4. Повреждение ДНК
1.6. Математические модели процессов, включенных в меланогенез
1.7. Выводы.
2. МОДЕЛИ МЕЛАНОГЕНЕЗА НА МОЛЕКУЛЯРНОМ УРОВНЕ
2.1. ПКСзависимый сигнальный путь.
2.1.1. Описание моделируемых процессов
2.1.2. Математическая модель
2.1.3. Результаты численного моделирования
2.1.4. Сравнение результатов численного моделирования с экспериментом
2.2. ЦАМФзависимый сигнальный путь.
2.2.1. Описание моделируемых процессов
2.2.2. Математическая модель.
2.2.3. Результаты численного моделирования.
2.2.4. Сравнение результатов численного моделирования с экспериментом
2.3. Модель первой стадии синтеза меланина.
2.3.1. Описание моделируемых процессов.
2.3.2. Математическая модель.
2.3.3. Результаты численного моделирования.
2.4 Результаты и выводы.
3. МОДЕЛИ МЕЛАНОГЕНЕЗА НА ВНУТРИКЛЕТОЧНОМ УРОВНЕ
3.1. Транспорт субстратов в меланосому и его роль в изменении скоростей фео и
э умела но генеза
3.1.1. Описание моделируемых процессов.
3.1.2. Математическая модель.
3.1.3. Результаты численного моделирования
3.1.4. Сравнение результатов численного моделирования с экспериментом
3.2. Формирование распределения меланосом по возрастам и расстояниям от ядра
меланоцита.
3.2.1. Описание моделируемых процессов.
3.2.2. Математическая модель.
3.2.3. Результаты численного моделирования.
3.3. Результаты и выводы.
4. ПОЛУФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ МЕЛАНОГЕНЕЗА.
4.1. Модель меланинового экрана
4.1.1. Математическая модель и ее биофизическое обоснование
4.1.2. Способы решения и подбор параметров.
4.1.3. Результаты численного моделирования.
4.1.4. Сравнение результатов численного моделирования с экспериментом
4.2. Результаты и выводы.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
ЛИТЕРАТУРА


роль фосфолипазы в передаче внутриклеточных сигналов . Рецепторы и белкн 5 типов рецепторов меланокортина, их функции, локализация и регуляция , i рецепторы, связанные с белками, их десенситизация и интернализация, роль киназ, Зусубъединиц белка и 3аррестина в этих процессах . Кожа. Эпидермис. Кожа единственная помимо глазного эпителия ткань организма, испытывающая не себе прямое воздействие УФизлучения и не пропускающая или передающая это воздействие к внутренним тканям По отношению к самой коже такую роль играет эпидермис. Для понимания взаимодействия УФизлучения с кожей, необходимо знать строение и принципы ее функционирования. Строение и функции кожи подробно изложены во многих работах см. Кожа состоит из эпидермиса и дермы, разделенных базальной мембраной . Эпидермис это многослойный эпителий, состоящий главным образом из эпидермальных клеток кератинощпов. Там же присутствуют пигментные клетки нейроэктодермального происхождения меланоциты, вырабатывающие гранулы с пигментом меланином меланосомы. Меланин может синтезироваться и в кератиноцитах базального слоя эпидермиса 2. Клетки кератиноцитного ряда классифицируются по специализации и расположению в слоях на базальные, шиповидные, зернистые, блестящие, роговые. Базальные клетки обладают максимальной митотической активностью и не выполняют других специализированных функций, шиповидные клетки могут делиться, а также участвуют в процессе синтеза кератина, остальные типы клеток целиком переключаются на синтез кератина. Клеточное деление в эпидермисе происходит главным образом в базальном слое. Этот биохимический процесс, повидимому, связан с активацией ранее репрессированных генов, ответственных за синтез структурного белка. Нормальная кератинизация заканчивается образованием рогового слоя, состоящего из нескольких рядов высохших, омертвевших клеток. Меланогенез в эпидермисе это совокупность процессов пролиферация и дифференцировка меланоцитов, образование меланосом, синтез меланина в меланосомах, передача меланосом в кератиноциты, конечным результатом которых является пигментация кожи. Регуляция меланогенеза осуществляется генами, ферментами, гормонами, физиологическими и биохимическими факторами рис. Один из основных физиологических факторов, стимулирующий меланогенез на всех уровнях регуляции от молекулярного до организменного УФИ. Кроме УФИ, меланостимулирующес влияние оказывает адренокоргикотропный гормон ЛКТГ и ингибирующие его кортикостероидные гормоны, меланоцитстимулирующий гормон МСГ, мелатонин гормон шишковидной железы, гормоны половых желез меланогенез тесно связан с функцией и других желез внутренней секреции и щитовидной железы, ИКизлучение, а также длительное сдавливание мягких тканей. Активное влияние на пигментацию кожи оказывает симпатическая нервная система. Более 0 генов управляет процессами пигментации , , , . Наиболее известные представлены в таблице 1. На один квадратный миллиметр эпидермиса взрослого человека приходится в среднем меланоцитов их количество уменьшается с возрастом примерно на каждые лет . Меланоциты сосредоточены в основном в базальном слое эпидермиса . Там же расположены и их предшественники меланобласты, которые не отличаются от меланоцитов размерами и количеством дендритов, однако не синтезируют меланин . Морфология меланоцитов хорошо изучена с помощью электронной микроскопии 2, 3, , . Рис. Уровни регуляции меляногенезя. Таблица 1. Меланоциты пролиферирующая популяция клеток, однако, в обычных условиях в отсутствие стимулирующих факторов скорость их размножения настолько незначительна, что долгое время меланоциты рассматривались как неделящиеся клетки, аналогично нервным 2. Большинство дифференцированных клеток кроме клеток костного мозга и печени утрачивают способность к размножению и выполняют лишь специфические функции. Меланоциты в дифференцированном состоянии одинаково эффективно вырабатывают меланосомы и делятся 4, , . Рис.