Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки
Предложена математическая модель трехмерного диффузионного транспорта и утилизации кислорода, оксида азота и модель плоской диффузии кислорода, оксида азота и миоглобина, учитывающая их взаимодействие в клетке. Приведены результаты вычислительных экспериментов по исследованию кислородного режима мыш...
Gespeichert in:
| Datum: | 2013 |
|---|---|
| 1. Verfasser: | |
| Format: | Artikel |
| Sprache: | Russian |
| Veröffentlicht: |
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та МОН України
2013
|
| Schriftenreihe: | Кибернетика и вычислительная техника |
| Schlagworte: | |
| Online Zugang: | http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84486 |
| Tags: |
Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Zitieren: | Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки / Е.Г. Лябах // Кибернетика и вычислительная техника. — 2013. — Вип. 173. — С. 85-92. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
irk-123456789-84486 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
irk-123456789-844862015-07-09T03:02:19Z Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки Лябах, Е.Г. Медицинская и биологическая кибернетика Предложена математическая модель трехмерного диффузионного транспорта и утилизации кислорода, оксида азота и модель плоской диффузии кислорода, оксида азота и миоглобина, учитывающая их взаимодействие в клетке. Приведены результаты вычислительных экспериментов по исследованию кислородного режима мышечной клетки. Запропоновано математичну модель тримірної дифузії та утилізації кисню, оксиду азоту та модель площинної дифузії кисню, оксиду азоту і міоглобіну з урахуванням їхньої взаємодії. Наведено результати обчислювальних експериментів з досліджень кисневого режиму м’язової клітини. The purpose of our study was to develop the model of O₂ and NO transport and interaction between NO and Mb in the muscle cell for calculation of main characteristics of oxygen regime in the cell — O₂ parameters. 2013 Article Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки / Е.Г. Лябах // Кибернетика и вычислительная техника. — 2013. — Вип. 173. — С. 85-92. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. 0452-9910 http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84486 612:51.001.57 ru Кибернетика и вычислительная техника Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та МОН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Медицинская и биологическая кибернетика Медицинская и биологическая кибернетика |
| spellingShingle |
Медицинская и биологическая кибернетика Медицинская и биологическая кибернетика Лябах, Е.Г. Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки Кибернетика и вычислительная техника |
| description |
Предложена математическая модель трехмерного диффузионного транспорта и утилизации кислорода, оксида азота и модель плоской диффузии кислорода, оксида азота и миоглобина, учитывающая их взаимодействие в клетке. Приведены результаты вычислительных экспериментов по исследованию кислородного режима мышечной клетки. |
| format |
Article |
| author |
Лябах, Е.Г. |
| author_facet |
Лябах, Е.Г. |
| author_sort |
Лябах, Е.Г. |
| title |
Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки |
| title_short |
Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки |
| title_full |
Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки |
| title_fullStr |
Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки |
| title_full_unstemmed |
Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки |
| title_sort |
математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки |
| publisher |
Міжнародний науково-навчальний центр інформаційних технологій і систем НАН України та МОН України |
| publishDate |
2013 |
| topic_facet |
Медицинская и биологическая кибернетика |
| url |
http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/84486 |
| citation_txt |
Математические модели для исследования влияния оксида азота и миоглобина на кислородный режим клетки / Е.Г. Лябах // Кибернетика и вычислительная техника. — 2013. — Вип. 173. — С. 85-92. — Бібліогр.: 15 назв. — рос. |
| series |
Кибернетика и вычислительная техника |
| work_keys_str_mv |
AT lâbaheg matematičeskiemodelidlâissledovaniâvliâniâoksidaazotaimioglobinanakislorodnyjrežimkletki |
| first_indexed |
2025-07-06T11:28:55Z |
| last_indexed |
2025-07-06T11:28:55Z |
| _version_ |
1836896837590581248 |
| fulltext |
85
УДК 612:51.001.57
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ
ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ВЛИЯНИЯ
ОКСИДА АЗОТА И МИОГЛОБИНА
НА КИСЛОРОДНЫЙ РЕЖИМ КЛЕТКИ
Е.Г. Лябах
Международный научно-учебный центр информационных технологий
и систем НАН Украины и Министерства образования и науки Украины
Предложена математическая модель трехмерного
диффузионного транспорта и утилизации кислорода, оксида азота и
модель плоской диффузии кислорода, оксида азота и миоглобина,
учитывающая их взаимодействие в клетке. Приведены результаты
вычислительных экспериментов по исследованию кислородного режима
мышечной клетки.
Запропоновано математичну модель тримірної дифузії та
утилізації кисню, оксиду азоту та модель площинної дифузії кисню,
оксиду азоту і міоглобіну з урахуванням їхньої взаємодії. Наведено
результати обчислювальних експериментів з досліджень кисневого
режиму м’язової клітини.
ВВЕДЕНИЕ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ
Н.М. Амосов рассматривал математическое моделирование
физиологических процессов как эффективное средство изучения
жизнедеятельности и адаптации организма к различным условиям
функционирования. Направление, которое он создал в биологической
кибернетике, было нацелено на описание физиологических систем с
последующим сведением их в одну большую «модель внутренней сферы
организма». В этой интегральной модели среди рассматриваемых систем
большое внимание уделялось энергообмену, тканевому дыханию и
микроциркуляции в миокарде и скелетных мышцах. Разрабатывая эти
вопросы, мы пришли к пониманию большой значимости регулирования
кислородного режима клетки.
В энергетическом обеспечении организма главную роль играет
митохондриальное дыхание. Cоотношение притока и расхода О2 определяет
кислородный режим клетки, основной характеристикой которого служит
внутриклеточное распределение напряжения кислорода рО2. Если рО2
выходит за пределы нормальных значений, возникают активные формы
кислорода (АФК). Они имеют физиологическое назначение, некоторое
количество их необходимо для нормальной работы клетки. Но избыток АФК
вызывает окислительный стресс, приводящий к нарушениям функции клетки
и деструкциям вплоть до ее гибели. Уже десятки лет перед физиологией
стоит задача понять и изучить клеточный кислородный режим и механизмы
его регулирования.
Организм и сама клетка располагают регуляторными механизмами
поддержания своего кислородного гомеостаза. Оксид азота NO, например,
активное соединение, производится в организме несколькими способами,
Е.Г. Лябах, 2013
ISSN 0452-9910. Кибернетика и вычисл. техника. 2013. Вып. 173
86
участвует во многих физиологических процессах: влияет на сосудистый
тонус, на ангиогенез, апоптоз, тромбообразование и многое другое. Он может
обратимо подавлять клеточное дыхание (уменьшать скорость потребления
кислорода) и уменьшать сократительную функцию возбудимых клеток [1–5].
Чтобы предсказать характер и степень воздействия NO на кислородный
режим, необходимо определить его концентрацию в зависимости от
биохимических условий [3–5].
Кроме NO, на кислородный режим ткани влияет миоглобин Mb, который
обладает рядом удивительных свойств. Он не только запасает кислород и
транспортирует его в зоны гипоксии [6]. По последним данным, Mb способен
разрушать NO, т.е. убирать его избыток при нормоксии и «создавать» его в
гипоксических условиях [3, 7–9].
Кислородный режим и, следовательно, биохимический и
физиологический статус клетки зависят от влияния NO. Определить
результат взаимодействия NO, Mb и О2 без расчетов пока нельзя. В
существующих математических моделях транспорта кислорода с участием
NO не рассматривается его влияние на дыхание в трехмерной клетке.
Известные математические модели в основном ориентированы на
исследование взаимодействия NO и О2 в системе микроциркуляции, в ткани,
содержащей пару артириола-венула. Как правило, это модели двумерного
транспорта в сечении ткани или в тканевом цилиндре Крога [1, 4, 10–12].
Известны модели плоской диффузии миоглобина, но без взаимодействия с
NO [6]. Новые роли NO в регуляции кислородного режима клетки,
обнаруженные недавно, интенсивно изучаются в физиологических
экспериментах [1–4], но осмыслить в целом картину сложного
взаимодействия диффундирующих реагентов в клетке в исследованиях на
микроуровне без математического моделирования вряд ли удастся.
Цель работы — предложить математическое описание диффузии NO,
миоглобина и О2 в миоците, оценить влияние внутриклеточных регуляторов
NO и Mb на кислородный режим клетки, определив его главные
характеристики: внутриклеточное распределение рО2 и скорости потребления
О2 — VO2, концентрации NO и МbО2 при взаимодействии кислорода с
потоками NO и миоглобина, выбранными нами в качестве регуляторов.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ: ОПИСАНИЕ МОДЕЛЕЙ, РЕЗУЛЬТАТЫ
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
Нами были разработаны две модели транспорта кислорода кровью и
диффузии оксида азота и миоглобина в мышечной клетке.
Список обозначений, принятых в модели 1 и модели 2: Y — процент
насыщения миоглобина кислородом, Ct — концентрация кислорода в
ткани, Cc — концентрация кислорода в капилляре, Ca — концентрация
кислорода в артериальной крови, NO — концентрация NO в ткани, NOc —
концентрация NO на поверхности капилляра, pO2t — напряжение
кислорода в ткани, pO2c — напряжение O2 в капиллярe, qO2 —
кислородный запрос ткани, Cmax — кислородная емкость крови, d —
Е.Г. Лябах, 2013
ISSN 0452-9910. Кибернетика и вычисл. техника. 2013. Вып. 173
87
межкапиллярное расстояние, F — мышечный кровоток, CMb —
концентрация миоглобина, Для расчетов использовались данные,
приведенные в табл. 1
Таблица 1
Значения параметров и переменных моделей 1 и 2
DO2 Коэффициент диффузии О2 см2 ⋅ с-1 1,3 ⋅ 10-5 [13]
DNO Коэффициент диффузии NO см2 ⋅ с-1 4,5 ⋅ 10-5 [4]
DMb Коэффициент диффузии Mb cм2 ⋅ с-1 1,86 ⋅ 10-6 [6]
CMb Концентрация Mb моль ⋅ cм-3 2,8 ⋅ 10-7 [6]
α Коэффициент растворимости O2 моль ⋅ cм-3 ⋅ мм рт.ст.-1 1,3 ⋅ 10-9 [13]
Km Константа Михаэлиса для О2 мм рт. ст. 1 [13]
KNO Константа ингибирования для NO моль ⋅ cм -3 5 ⋅ 10-12 [4]
k Константа скорости распада MbO2 с-1 65 [6]
k′ Константа скорости окисления Mb моль−1 ⋅ с−1 ⋅ cм3 2,4 ⋅ 1010 [6]
K1 Параметр скорости окисления NO моль−1 ⋅ с−1 ⋅ cм3 5 ⋅ 107 [4]
Модель объемной реакции-диффузии кислорода и оксида азота в
клетке, учитывающая перенос кислорода кровью (модель 1).
Предлагаемая модель капиллярного транспорта О2 кровью и объемной
диффузии О2 и NO в клетке базируется на нашей ранее разработанной
модели конвективного транспорта кислорода и его реакции-диффузии в
мышечной клетке [13]. Рассматривается объемный транспорт в
схематизированных миоцитах с питающими кровеносными сосудами. Одна
такая микроциркуляторная единица (МЦЕ) среди множества
Рис. 1. МЦЕ — микроциркуляторная единица скелетной мышцы с зоной
гипоксии и аноксии внутри: А, V — артериальные и венозные концы капилляров,
стрелками обозначено направление линейной скорости крови v. В % выражена
скорость потребления О2 как часть кислородного запроса qO2
соседствующих с ней таких же единиц представлена на рис. 1 как призмa
(клетка) с капиллярами вдоль ребер.
В сечении призмы А1А2V2V1, проходящем через ее вертикальную ось и
капилляры, можно получить расчетный имидж гипоксии, распределения VO2,
концентраций кислорода (или рО2) и оксида азота.
В модели 1 приняты следующие допущения и ограничения: все МЦЕ
Е.Г. Лябах, 2013
ISSN 0452-9910. Кибернетика и вычисл. техника. 2013. Вып. 173
88
идентичны, поэтому перетекание реагентов между МЦЕ отсутствует;
единственным источником NO является поверхность капилляра, где
концентрация NOс постоянна и известна; ткань и кровь гомогенны; капилляр
для О2 бесконечно проницаем. Миоглобин не участвует в транспорте О2.
Уравнения диффузии кислорода и оксида азота в МЦЕ:
;
NO1(
qO
NO
O
2
2
2
2
2
2
2
2
++
⋅
=
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂
K
KCD
C
z
C
y
C
x
C
mt
tttt (1)
.NONONONO
NO
2
2
2
2
2
2
D
Ck
zyx
tobs ⋅⋅
=
∂
∂
+
∂
∂
+
∂
∂ (2)
В правых частях уравнений (1) и (2), для описания скорости утилизации
кислорода VO2 и скорости взаимодействия оксида азота с кислородом
использованы данные [4]. Диссоциацию оксигемоглобина описывает
выражение (3).
( ),454,0pH0066815,0pH10093,0pH4492,0
1ln
pO 32
max
capillary
capillary2
−⋅+⋅−⋅
−−
=
C
C
(3)
С = α ∙ рО2.
Уравнение баланса О2 в капилляре
;
pOpO
pOpO
0
22
22
∑ ∫ ∂
∂
∂
+
∂
∂
∂
∂
+
∂
∂
⋅
=
∂
∂
L
Ci
z
yx
yx
AVD
z
C (4)
∫
++
⋅=
R Kmt
t dR
KC
C
F
qAVD .
)1(
O
NO
NO
2 (5)
Граничные условия: Сс (0, 0, 0) = Са (6); NO (0, 0, z) = NOc (7);
0=
∂
∂
e
Ct (8); 0
NO
=
∂
∂
e
(9), где е — нормаль к поверхности МЦЕ; R — объем
МЦЕ.
Уравнения (1)–(5) с граничными условиями (6)–(9) описывают
трехмерный транспорт и утилизацию кислорода и оксида азота в клетке.
Потоки кислорода и NO взаимодействуют между собой: кислород в клетке
окисляет NO до нитрита и нитрата, а NO воздействует на утилизацию
кислорода, обратимо ингибируя цитохром с оксидазу [2, 3–5]. Модель
позволяет рассчитывать распределение рО2 в крови и в ткани, а также
распределение NO в ткани в зависимости от заданного NOc на поверхности
сосуда. Перейдя к разностной схеме, получаем численные решения системы
уравнений (1)–(9) — характеристики кислородного режима клетки в разных
Е.Г. Лябах, 2013
ISSN 0452-9910. Кибернетика и вычисл. техника. 2013. Вып. 173
89
условиях функционирования, усредненные значения скорости потребления
кислорода и степень подавления дыхания. Разработанная технология
расчетов концентраций NO, рО2 и МbО2 позволяет вывести в виде графиков
рО2, NO и VO2 в любом сечении МЦЕ.
а б в
Рис. 2. Влияние оксида азота на кислородный режим мышечной клетки в зависимости
от величины кислородного запроса qO2: а — среднее; б — минимальное рО2 в клетке;
в — средняя скорость потребления O2 клеткой. Над кривыми указано значение
NO в наномолях при кровотоке 40 мл/мин/100г
На рис. 2 приведен пример расчетов с помощью модели 1. Как видно, чем
больше концентрация NO, тем выше напряжения кислорода в ткани,
следовательно, при необходимости NO может оказывать защитное действие на
клетку, например при ишемии-реперфузии, за счет снижения VO2. Однако при
чрезмерной нагрузке оксидом азота дыхание клетки подавляется слишком
сильно во всем ее объеме. Именно это явление иллюстрирует рис. 2, в —
результат действия NO. В этом случае, интенсивно подавляя клеточное дыхание,
NO может нарушить энергетический гомеостаз клетки.
Модель плоской радиальной диффузии миоглобина, кислорода и оксида
азота в клетке (модель 2). Многогранное влияние миоглобина на оксид азота
описывает модель 2.
Ограничения и допущения:
1. С помощью модели 2 рассматривается установившийся режим радиальной
диффузии реагентов: кислорода, оксида азота и миоглобина вдоль координаты r
внутри сечения ткани — круга радиуса R1 с капилляром радиуса r0 в центре 0.
2. Потоки О2, NO и MbO2 через границу круга равны 0.
3. Известны кислородный запрос клетки qО2, концентрация кислорода Сc,
оксида азота NOс и Y (Y = MbО2 / CMb; 10 ≤≤Y ) на поверхности капилляра, а
также максимальная концентрация миоглобина CMb в ткани.
4. Не рассматривая распределение нитрита Ntr в клетке, который может быть
восстановлен до NO, полагаем согласно [7], что скорость продукции NO при
нитритредуктазной активности миоглобина пропорциональна концентрации
деоксигенированного миоглобина.
Диффузия О2, Мb и NO в пространстве клетки (миоцита или кардиоцита)
описывается уравнениями (10)–(12) с граничными условиями(13)–(18).
Е.Г. Лябах, 2013
ISSN 0452-9910. Кибернетика и вычисл. техника. 2013. Вып. 173
90
;0)1(
)NO1(
q
)(1
02
NO
0202
020
02
22 =⋅+⋅−⋅′−
++
⋅
−
∂
∂
∂
∂ YkCYk
K
KmC
CO
r
C
r
rr
D
(10)
;0Ntr)1(NO)NO(1
2Mb101NO 2 =⋅⋅−−⋅⋅⋅+⋅⋅+
∂
∂
∂
∂ aYCaYCCNOK
r
r
rr
D Mb (11)
.0)1()(
1
20Mb =⋅−⋅−⋅′+
∂
∂
∂
∂ YkCYk
r
Yr
rr
D (12)
Граничные условия: 0
1
N0 =
∂
∂
=Rrr
C (13); 0
11
=
∂
∂
=Rrr
Y (14); 20C (r0)= Co (15);
Y(r0) = 1 (16); NO(r0) = NOSURF. (17); NO(r0) = NOс (18).
Примеры расчетов с помощью модели 2 приведены на рис. 3. Диффузия О2
идет внутрь клетки с поверхности кровеносного сосуда при нагрузке qO2 = 8
мл/мин/100 г на фоне гипоксемии: рО2 в капилляре равно 18 мм рт. ст.
Сравниваются результаты моделирования в трех случаях, показанных на рис. 3:
а — миоглобин отсутствует, благодаря влиянию NО клеточное дыхание
повсеместно угнетается, вследствие недостатка кислорода в крови,
б — миоглобин присутствует и частично проявляет свое влияние
(а1 = 3,7 ⋅ 1010 ⋅ моль−1 ⋅ с−1 ⋅ cм3, а2 = 0). Он убирает NО и облегчает диффузию О2,
благодаря этому VО2 ткани увеличивается. В третьем случае в
(а1 = 3,7 ⋅ 1010 ⋅ моль−1 ⋅ с−1 ⋅ cм3 , а2 = 1010 моль−1 ⋅ с−1 ⋅ cм3) — в условиях гипоксии в
глубине клетки, вдали от капилляра (начало координат точка 0), на расстоянии,
большем 10 мкм, концентрация NО увеличивается. В случае, представленном
на рис. 3, б учитывается действие оксигенированного миоглобина и как
переносчика кислорода, и как уборщика «лишнего» NO.
а б в
Рис. 3. Градиенты концентраций (в относительных единицах) оксида азота,
оксимиоглобина: рО2, и VO2 в зависимости от характера влияния миоглобина при
рО2с = 18 мм рт. ст.; NOс = 20 нМ; по абсциссе — расстояние в микрометрах от
поверхности сосуда вдоль радиусa диффузии [7, 8, 14]
Е.Г. Лябах, 2013
ISSN 0452-9910. Кибернетика и вычисл. техника. 2013. Вып. 173
91
Рис. 3 иллюстрирует действие миоглобина в разных районах клетки: с
нормальным кислородным обеспечением около кровеносного сосуда и с
недостаточным — в центре клетки вдали от капилляра. Гипоксия на
периферии в зоне недостаточной доставки О2 ярко выражена. В результате
локального действия деоксигенированного миоглобина в местах, где не
хватает кислорода, появляется оксид азота. Он местно снижает скорость
дыхания и тем самым в той же области клетки увеличивает рО2 (показано на
рис. 3, в): pO2min растет с 0,7 до 3 мм рт. ст.
Поскольку гипоксия уменьшена, ее повреждающее действие в клетке
будет ослаблено. С помощью модели на последнем примере мы
пронаблюдали комбинированное действие миоглобина в ткани и показали,
как в местах возникновения гипоксии с помощью миоглобина происходит
генерация дополнительного количества оксида азота, который локально
уменьшает дыхательную активность митохондрий и увеличивает рО2. Таким
способом достигается согласование доставки кислорода с его потреблением и
регулируется клеточный гомеостаз.
РАЗВИТИЕ МОДЕЛЕЙ
При разработке моделей предполагалось на первых порах
промоделировать принципиальные особенности участия оксида азота в
формировании кислородного режима клетки: продукцию и уборку оксида
азота и подавление клеточного дыхания. Все остальные генераторы и
уборщики NO, а их, как известно, много, можно впоследствии описать
подобным образом. Включение их в описание транспорта кислорода NO
может стать следующим шагом в развитии предложенных моделей.
Необходимо подробно отразить баланс нитрита в клетке. Такое уточнение
модели позволит приблизить ее к насущным проблемам медицины —
углублению понимания процессов при ишемии-реперфузии и исследованию
многих других особенностей работы клетки[1, 5, 14, 15].
В заключение нельзя не отметить, что полученные нами результаты
следует рассматривать как качественные, поскольку большинство констант
были взяты из экспериментов in vitro и затем перенесены на организм.
ВЫВОДЫ
Разработанная модель объемного транспорта кислорода и оксида азота в
ткани, описывающая их взаимодействие и влияние на клеточное дыхание,
показала, что сам по себе оксид азота даже в незначительных концентрациях
оказывает сильное подавляющее действие на дыхание клетки во всем ее
объеме.
Наши исследования с помощью модели плоской диффузии показали, что
при участи миоглобина возможна более тонкая регуляция кислородного
режима. Миоглобин влияет на внутриклеточную концентрацию О2 и NO,
согласовывает потребление кислорода с его доставкой и тем самым
обеспечивает нормализацию кислородного режима клетки. По-видимому,
Е.Г. Лябах, 2013
ISSN 0452-9910. Кибернетика и вычисл. техника. 2013. Вып. 173
92
вещества, подобные миоглобину, должны присутствовать в любых реальных
клетках организма.
1. Buerk D. Nitric oxide regulation of microvascular oxygen. Antioxidants & Redoc Signaling,
2007, no. 7, pp. 829–884.
2. Brown G., Cooper C. Nanomolar concentrations of nitric oxide reversibly inhibit
synaptosomal respiration by competing with oxygen at cytochrome oxidase. FEBS, 1994,
Lett. 356, pp. 295–298.
3. Hendgen-Cotta U., Flögel U., Kelm M., Rassaf T. Unmasking the Janus face of myoglobin in
health and disease. J. Exp. Biol., 2010, no. 213, pp. 2734–2740.
4. Thomas D., Liu X., Kantrow S., Lancaster J. The biological lifetime of nitric oxide:
Implications for the perivascular dynamics of NO and O2 . PNAS, 2001, no. 98, pp.355–360.
5. Bryan N., Loscalzo J. eds. Nitrite and Nitrate in Human Helth and Desease, 2011, Springer,
390 p.
6. Murray J. On the role of myoglobin in muscle respiration. J.Theor. Biol., 1974, no. 47,
pp.115–126.
7. Flögel U., Merx M., Godecke A. Myoglobin: a scavenger of bioactive NO. PNAS, 2001, no.
98, pp. 735–740.
8. Shiva Z., Huang R., Grubina, et al. Deoxymyoglobin is a nitrite reductase that generates
nitric oxide and regulates mitochondrial respiration. Cir. Res., 2007, no.100, pp. 654–661.
9. Rassaf T., Flogeel U., Drexhage C., Hendgen-Cotta U., Kelm M., Schrader J. Nitrite
Reductase Function of Deoxymyoglobin. Circ. Res., 2007, no. 100, pp. 1749–1754.
10. Chen K., Popel A. Theoretical analysis of biochemical pathways of nitric oxide release from
vascular endothelial cells. Free Radic Biol Med, 2006, no. 41, pp. 668–680.
11. Lamkin-Kennard K., Buerk D., Jaron D. Interaction between NO and O2 in the
microcirculation: a mathematical analysis. Microvasc. Res., 2004, no. 68, pp.38–50
12. Chen X, Buerk D, Barbee K, Jaron D. A model of NO/O2 transport in capillary-perfused
tissue containing an arteriole and venule pair. Ann Biomed Eng, 2007, no.35, pp. 517–529.
13. Lyabakh K. Mathematical modeling of oxygen transport in skeletal muscle during exercise:
hypoxia and VO2 max. Adv. Exper. Med. Biol., 1999, no. 471, pp. 585–593.
14. Flögel U., Fago A., Rassaf T. Keeping the heart in balance: the functional interactions of
myoglobin with nitrogen oxides. J. Exp. Biol., 2010, no. 213, pp. 2726–2733.
15. Jensen F. The role of nitrite in nitric oxide homeostasis: a comparative perspective. Biochim
Biophys Acta, 2009, no. 1787, pp. 841–848.
Получено 15.04.2013
Е.Г. Лябах, 2013
ISSN 0452-9910. Кибернетика и вычисл. техника. 2013. Вып. 173
|