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Ca2+是细胞内普遍存在的一种信号分子,作为第二信使,在细胞的许多生理活动中起着重要的作用.
本文通过改进Fire-Diffuse-Fire(FDF)模型研究传播形式以单个钙火花为基本单位的钙波,以此来探讨钙波的生成、演化及生理响应,采用解析的方法进行量化处理,进而分析钙波的相关特性.
首先,考察FDF模型在圆柱区域内钙波的传播情况.通过求解扩散方程得到圆柱区域内Ca2+浓度的解析表达式.进一步分析证明钙波的存在性、稳定性依赖于半径和侧壁上钙泵的泵率.存在一个定值,当半径的值小于这个定值时,阈值随着半径的增大而增大,当半径大于这个值后,阈值随着半径的变大而变小.
其次,考察时间延迟为随机情况下二维区域内钙波的生成与演化,通过求解扩散方程得到区域内Ca2+浓度的解析表达式,此时,钙波的速度的变化较大,钙波的演化与时间延迟为常数时的波形相似.
这些结果有助于我们了解细胞内的内质网以及Ca2+泵在细胞Ca2+动力学上的作用以及时间延迟对钙波演化的影响.