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datestamp: 2008-10-31 09:59:42
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status_changed: 2012-08-14 15:26:42
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Slaby, Oliver
title: Einsatz von Methoden des Wissenschaftlichen Rechnens zur Untersuchung dissipativer Strukturen in Immunzellen
title_en: Application of numerical methods of scientific computing for investigation of dissipative structures in immune cells
ispublished: pub
subjects: ddc-540
divisions: i-120300
adv_faculty: af-12
keywords: Neutrophile , Wellen und Oszillationen , metabolische Dynamik , Calcium Signaltransduktion , raumzeitliche Modellierungneutrophils , waves and oscillations , metabolic dynamics , calcium signaling , spatiotemporal modeling
abstract: Experimentelle Beobachtungen exotischer metabolischer Wellenphänomene zusammen mit gegenseitig phasengekoppelten NAD(P)H- und Calcium-Oszillationen in menschlichen Neutrophilen wurden publiziert. Da diese Phänomene Basis einer Kontroverse über ihre Charakteristiken und ihr Auftreten sind, stellt diese Arbeit eine mathematische Studie dieser Phänomene dar. Ziel des theoretischen  raumzeitlichen Modellierungsansatzes ist es, einen plausiblen biochemischen Mechanismus zu entwickeln, der prinzipiell das Auftreten solcher Oszillationen und Wellenphänomene in Neutrophilen erklären kann. Das mathematische Modell schlägt dabei einen Calcium-kontrollierten Glucose-Einfluss in die Zelle als treibende Kraft der metabolischen Oszillationen vor und die reichhaltigen NAD(P)H-Wellenphänomene werden durch eine mögliche Rolle der Zellgeometrie und räumlich inhomogener Enzymverteilung erklärt. Die Modellierungsergebnisse sollen weitere Diskussionen zu den kontrovers diskutierten Phänomenen und experimentelle Bemühungen anregen, um die Existenz und die Charakteristiken von intrazellulären Dynamiken aber auch die biochemische Basis der zeitlichen und raumzeitlichen Calcium-Signalen und metabolischen Dynamiken in Neutrophilen aufzuklären. Unabhängig der experimentellen Beobachtungen in Neutrophilen stellt diese Arbeit eine generelle Studie zum Auftreten solcher Phänomene in Zellen dar, da keine Annahmen getroffen werden, die absolut spezifisch für Neutrophile sind.
abstract_translated_text: Recently, exotic metabolic wave phenomena together with mutually   phase-coupled NAD(P)H- and calcium-oscillations have been observed in human   neutrophils. Since these phenomena are the basis of a controversy about   their characteristics and occurence, this work presents a mathematical   feasibility study concerning these phenomena. The aim of the theoretical   spatiotemporal modeling approach is to propose a possible and plausible   biochemical mechanism which would in principle be able to explain such   oscillations and wave phenomena in neutrophils.  Our modeling suggests the   possibility of a calcium-controlled glucose influx as a driving force of   metabolic oscillations and a potential role of polarized cell geometry and   differential enzyme distribution for various NAD(P)H wave phenomena. The   modeling results are supposed to stimulate further controversial discussions   of the phenomena and experimental efforts to finally clarify the existence   and charakteristics of intracellular dynamics and the biochemical basis of   any kind of temporal and spatiotemporal patterns of calcium signals and   metabolic dynamics in neutrophils. Independent of experimental observations   in neutrophils, they present a general feasibility study of such phenomena   in cells since model assumptions are not exclusively neutrophil specific.
abstract_translated_lang: eng
class_scheme: msc
class_labels: Biology an, Numerical, Partial di
date: 2008
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00008743
ppn_swb: 588955590
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-87436
date_accepted: 2008-10-24
advisor: HASH(0x55fc36cef280)
language: ger
bibsort: SLABYOLIVEEINSATZVON2008
full_text_status: public
citation:   Slaby, Oliver  (2008) Einsatz von Methoden des Wissenschaftlichen Rechnens zur Untersuchung dissipativer Strukturen in Immunzellen.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/8743/1/diss_slaby.pdf