外扰作用下细胞内稳态鲁棒性实验研究

被引：2

作者：

杨国平 ^{[1
]}

应磊 ^{[2
]}

包家立 ^{[2
]}

朱朝阳 ^{[2
]}

机构：

[1] 浙江中医药大学信息技术学院

[2] 浙江大学医学部浙江省生物电磁学重点实验室

来源：

中国生物医学工程学报 | 2011年 / 30卷 / 03期

关键词：

生物鲁棒性; 内稳态; 鲁棒域; 稳定性; 状态图;

D O I：

暂无

中图分类号：

Q25 [细胞生理学];

学科分类号：

071009 ; 090102 ;

摘要：

内稳态是一种重要的生理现象,是生物反应动态平衡的结果。以内皮细胞为对象,用H2O2作为外源扰动剂,建立一种外扰作用下细胞内钙稳态鲁棒性的分析方法,包括以控制理论Lyapunov及鲁棒性理论为基础的扰动前稳态点和稳定域、扰动后状态转移和稳定鲁棒域。通过对照和1、10、305、0、100μmol/L 5种不同剂量H2O2扰动人脐静脉内皮细胞实验,获得6组48个细胞(每组8个细胞)内钙浓度数据,分析细胞内钙稳态和扰动剂稳定鲁棒域。结果表明:(1)受扰动前,细胞内钙稳态点从0.709到8.189不等,表现出明显的个体差异;稳定域半径r从0.654到2.650不等,表明细胞稳定性较好,可以排除后续扰动实验中细胞不稳定对结果的影响。(2)受扰动后,细胞内钙初态对细胞受扰后内钙状态转移影响不大。(3)H2O2为1μmol/L时可使4个细胞发生渐进稳定,为10μmol/L时可使2个细胞渐近稳定,为30μmol/L时可使1个细胞渐近稳定,说明稳定鲁棒域与细胞个体有关;该内皮细胞种族的内钙稳态鲁棒域至少在50μmol/L以内。结论表明:利用控制理论方法设计生物鲁棒性实验,并实现细胞内钙稳态定量化分析,是一种有效的方法。

引用

页码：363 / 369

页数：7

共 5 条

[1] 一种血压反馈控制系统的状态分析方法 [J].