Desenvolvimento de novo modelo biofísico para simular a força muscular de fibras cardíacas de rato baseado na dinâmica de excitação, contração e relaxamento (E-C-R)

• Processo: 06/02830-7
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Regular
• Data de Início da vigência: 01 de abril de 2007
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2009
• Área do conhecimento: Ciências Biológicas - Biofísica - Biofísica de Processos e Sistemas
• Pesquisador responsável: Daniel Gustavo Goroso
• Beneficiário: Daniel Gustavo Goroso
• Instituição Sede: Pró-Reitoria de Pesquisa, Pós-Graduação e Extensão e Assuntos Comunitários. Universidade de Mogi das Cruzes (UMC). Mogi das Cruzes , SP, Brasil
• Assunto(s): Modelagem de sistemas biológicos Equações diferenciais Fibras musculares
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Cardic Muscle Fiber Model | Modelagem em sistemas biológicos

Resumo

Neste projeto, a força muscular das fibras cardíacas será modelada usando um conjunto de equações diferenciais, baseadas em teorias e parâmetros de dados experimentais descritos em estudos precedentes, buscando-se simular, de maneira estável, a dinâmica de E-C-R da célula cardíaca. Em termos gerais, propõe-se: simulações de modelos já descritos na literatura para a partir deles, desenvolver e testar um novo modelo que considere a E-C-R e o efeito visco-elástico, sendo este último um diferencial importante do novo modelo. O sistema de equações diferenciais acopladas que descrevem o modelo será implementado no ambiente Visual C++ e representa as seguintes dinâmicas biofísicas: 1) Influxo de cálcio através da membrana sarcoplasmática (ICa-L); 2) Movimento do cálcio e outros íons através do sarcoplasma (Corrente rápida de Na+: INa. Corrente lenta de Na+: IL-Na. Corrente de K+ retificadora com atraso: IK); 3) Efluxo de cálcio através do sarcolema por meio dos trocadores de Na+-Ca2+ (INa-Ca)); 4) Reabsorção do cálcio através do ciclo ATPase (Iserca); 5) Dinâmica das soluções tampões de cálcio (I[CaBu]); 6) Cálcio no retículo sarcoplásmatico e 7) Mecanismo visco-elástico para geração de força. O modelo será validado através de uma série de experimentos descritos na literatura (Bassani e Bers, 1995; Bassani et al., 1995; Bers et al., 1990; Cheng et al., 1996; Fabiato, 1985; Gilchrist et al., 1992; Ginsburg et al., 1998; Shannon e Bers, 1997; Wier et al., 1994). Espera-se que o modelo obtido possa ser utilizado como uma ferramenta para investigar registros de força isométrica de átrio e coração isolados de ratos. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

DA SILVA, ROBSON RODRIGUES; SILVA BISSACO, MARCIA APARECIDA; GOROSO, DANIEL GUSTAVO. MioLab, a rat cardiac contractile force simulator: Applications to teaching cardiac cell physiology and biophysics. COMPUTER METHODS AND PROGRAMS IN BIOMEDICINE, v. 122, n. 3, p. 480-490, DEC 2015. (13/20220-5, 06/02830-7)

SILVA, ROBSON R.; GOROSO, DANIEL G.; BISSACO, MARCIA A. S.. MioLab: Simulator for cardiac myocyte contractile force of rat based on the dynamics of calcium. MEDICAL ENGINEERING & PHYSICS, v. 35, n. 3, p. 338-349, MAR 2013. (06/02830-7)