Вплив магнітного поля на регуляцію іонних каналів Ca2+ через біогенні та синтетичні медіатори механотрансдукції

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorГоробець, Оксана Юріївна
dc.contributor.authorСвердліченко, Дмитро Юрійович
dc.date.accessioned2026-01-08T10:57:56Z
dc.date.available2026-01-08T10:57:56Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractКоливання концентрації іонів Са2+ вважається одним з основних регуляторів фізіологічних процесів у клітинах. Залежно від концентрації іони кальцію (ліганди) селективно зв’язуються із відповідними білками (сигнальні шляхи), що надалі координують процеси, такі як: скорочення м’язів, нейромедіація, генетична експресія, проліферація та апоптоз. Розробка неінвазивного методу впливу на концентрацію кальцію є перспективною, а поставлена задача належить до міждисциплінарного напрямку, який охоплює галузі фізики магнетизму, біофізики та молекулярної біології. Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами кафедри Дослідження проводились в рамках тематики наукової школи «Фізика твердого тіла та магнітних явищ». Об’єкт дослідження Концентрація кальцію у ендотеліальній клітині людини. Предмет дослідження Закономірності впливу магнітного поля на динаміку внутрішньоклітинної концентрації кальцію. Мета роботи Метою даної роботи є встановлення закономірностей впливу імпульсних та гармонійних обертових магнітних полів на динаміку внутрішньоклітинної концентрації іонів кальцію в ендотеліальній клітині людини з урахуванням присутності біогенних та/або штучних магнітних наночастинок, інтегрованих у клітинну мембрану як потенційних медіаторів механотрансдукції. Робота також передбачає аналіз експериментальних даних щодо впливу магнітних полів на Са2+-залежну сигналізацію в різних типах клітин і тканин, з метою виявлення загальних закономірностей та можливих механізмів магнітокерованої регуляції клітинних процесів. Методи дослідження Комп’ютерне моделювання фізичного процесу. Задачі дослідження - Здійснити моделювання впливу магнітного поля та вбудованих в мембрану клітини штучних та/або біогенних магнітних наночастинок на робочий цикл коливань концентрації внутрішньоклітинного кальцію. - Розрахувати залежність повної кількості сигналів кальцію від частоти обертального магнітного поля з урахуванням діапазонів робочих частот білківдекодерів сигналів кальцію в ендотеліальній клітині людини. - Здійснити моделювання резонансних ефектів при впливі магнітного поля та вбудованих в мембрану клітини штучних та/або біогенних магнітних наночастинок на коливання концентрації внутрішньоклітинного кальцію. - Здійснити моделювання впливу гіпо(гео)магнітного поля, магнітних бур та вбудованих в мембрану клітини штучних та/або біогенних магнітних наночастинок на коливання концентрації внутрішньоклітинного кальцію. Наукова новизна одержаних результатів - Вперше встановлено вплив магнітного поля та вбудованих в мембрану клітини штучних та/або біогенних магнітних наночастинок на робочий цикл коливань концентрації внутрішньоклітинного кальцію. - Вперше розраховано залежність повної кількості сигналів кальцію від частоти обертального магнітного поля з урахуванням діапазонів робочих частот білків-декодерів сигналів кальцію в ендотеліальній клітині людини. - Вперше виявлено резонансні ефекти при впливі магнітного поля та вбудованих в мембрану клітини штучних та/або біогенних магнітних наночастинок на коливання концентрації внутрішньоклітинного кальцію. - Вперше здійснено теоретичне моделювання впливу гіпо(гео)магнітного поля, магнітних бур та вбудованих в мембрану клітини штучних та/або біогенних магнітних наночастинок на коливання концентрації внутрішньоклітинного кальцію. Практичне значення одержаних результатів Практичне значення одержаних результатів полягає у їх застосовності для подальшої розробки неінвазивних методів точної регуляції внутрішньоклітинної концентрації іонів Са2+ для впливу на перебір переліку фізіологічних та метаболічних процесах в терапевтичних цілях.
dc.description.abstractotherFluctuations in the concentration of Ca2+ ions are considered one of the main regulators of physiological processes in cells. Depending on the concentration, calcium ions (ligands) selectively bind to the corresponding proteins (signaling pathways), which further coordinate processes such as: muscle contraction, neuromediation, genetic expression, proliferation and apoptosis. The development of a non-invasive method of influencing calcium concentration is promising, and the defined task belongs to an interdisciplinary direction that bridges physics of magnetism, biophysics and molecular biology. Relationship of work with scientific programs, plans, themes The research was conducted within the scientific school topic "Solid State Physics and Magnetic Phenomena". The object of research Calcium concentration in human endothelial cells. The research subject Specifics of the influence of the magnetic field on the dynamics of intracellular calcium concentration. Purpose of work The aim of this work is to establish the patterns of the influence of pulsed and harmonic rotating magnetic fields on the dynamics of intracellular calcium ion concentration in human endothelial cells, taking into account the presence of biogenic and/or artificial magnetic nanoparticles integrated into the cell membrane as potential mediators of mechanotransduction. The work also involves the analysis of experimental data on the influence of magnetic fields on Ca2+- dependent signaling in different types of cells and tissues, in order to identify general patterns and possible mechanisms of magnetically controlled regulation of cellular processes. Research methods Computer modeling of a physical process. Research tasks - Simulate the effect of a magnetic field and artificial and/or biogenic magnetic nanoparticles embedded in the cell membrane on the duty cycle of intracellular calcium concentration fluctuations. - Calculate the dependence of the total number of calcium signals on the frequency of the rotating magnetic field, taking into account the operating frequency ranges of calcium signal decoder proteins in a human endothelial cell. - Simulate resonance effects under the influence of a magnetic field and artificial and/or biogenic magnetic nanoparticles embedded in the cell membrane on fluctuations in intracellular calcium concentration. - Simulate the influence of a hypo(geo)magnetic field, magnetic storms, and artificial and/or biogenic magnetic nanoparticles embedded in the cell membrane on fluctuations in intracellular calcium concentration. Scientific novelty of the results - For the first time, an effect of a magnetic field and artificial and/or biogenic magnetic nanoparticles embedded in the cell membrane on the duty cycle of intracellular calcium concentration fluctuations has been established. - For the first time, the dependence of the total number of calcium signals on the frequency of the rotating magnetic field was calculated, taking into account the operating frequency ranges of calcium signal decoder proteins in a human endothelial cell. - Resonance effects have been discovered for the first time, when a magnetic field and artificial and/or biogenic magnetic nanoparticles embedded in the cell membrane affect fluctuations in intracellular calcium concentration. - Theoretical modeling of the influence of a hypo(geo)magnetic field, magnetic storms, and artificial and/or biogenic magnetic nanoparticles embedded in the cell membrane on fluctuations in intracellular calcium concentration has been carried out for the first time. The practical significance of the results The practical significance of the results obtained lies in their applicability for further development of non-invasive methods for precise regulation of intracellular Ca2+ ion concentration to influence a wide range of physiological and metabolic processes for therapeutic purposes.
dc.format.extent143 с.
dc.identifier.citationСвердліченко, Д. Ю. Вплив магнітного поля на регуляцію іонних каналів Ca2+ через біогенні та синтетичні медіатори механотрансдукції : магістерська дис. : 104 Фізика та астрономія / Свердліченко Дмитро Юрійович. – Київ, 2025. – 143 с.
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/77981
dc.language.isouk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорського
dc.publisher.placeКиїв
dc.subjectмагнітні наночастинки
dc.subjectметаболізм
dc.subjectкальцій
dc.subjectсигнальна взаємодія
dc.subjectмембрана клітини
dc.subjectендотеліальні клітини
dc.subjectмагнітне поле
dc.subject.udc537.6, 576
dc.titleВплив магнітного поля на регуляцію іонних каналів Ca2+ через біогенні та синтетичні медіатори механотрансдукції
dc.typeMaster Thesis

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
Sverdlichenko_magistr.pdf
Розмір:
3.4 MB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
8.98 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Магістерські роботи (КЗФМФП)
Магістерські роботи