Neuroenergetics: Modeling brain cell metabolic phenotypes

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1 Neuroenergetics: Modeling brain cell metabolic phenotypes
“Solving biological problems that require Maths” Project supervised by: Luc Pellerin Aitana Morton de Lachapelle

2 Plan général du projet Introduction à la neuroénergétique
- rôle du glucose - rôle du lactate Buts du projet - reproduire les résultats dans Barros et al. sur le rôle du transport du glucose - modélisation de profils métaboliques différents (neurone vs astrocyte) - rôle du transport de lactate pour le métabolisme des neurones Outils mathématiques - équations différentielles ordinaires - Matlab

3 Astrocyte-Neuron Lactate Shuttle
Glucose Glycolysis Lactate NEURON ASTROCYTE CAPILLARY Pyruvate Lactate ATP Pyruvate ATP Glutamine Glycolysis Glucose Glutamate Glutamine Glucose Glutamate Glutamate Glucose transporter GLUT-1 in capillaries and in astrocytes GLUT-3 in neurons Glutamine transporter SN-1 System N transporter 1 in astrocytes SAT Sodium-dependent aminoacid transporter in neurons Monocarboxylate transporter MCT1 in astrocytes MCT2 in neurons Glutamate transporter EAAT (excitatory aminoacid trasporter) in astrocytes

4 Plan général du projet Introduction à la neuroénergétique
- rôle du glucose - rôle du lactate Buts du projet - reproduire les résultats dans Barros et al. sur le rôle du transport du glucose - modélisation de profils métaboliques différents (neurone vs astrocyte) - rôle du transport de lactate pour le métabolisme des neurones Outils mathématiques - équations différentielles ordinaires - Matlab

5 Rôle du transport du glucose pour son utilisation par les cellules
Barros et al. (2005) TINS 28:

6 Modélisation de phénotypes métaboliques différents
Neurone vs Astrocyte

7 Plan général du projet Introduction à la neuroénergétique
- rôle du glucose - rôle du lactate Buts du projet - reproduire les résultats dans Barros et al. sur le rôle du transport du glucose - modélisation de profils métaboliques différents (neurone vs astrocyte) - rôle du transport de lactate pour le métabolisme des neurones Outils mathématiques - équations différentielles ordinaires - Matlab

8 Outils mathématiques Une équation différentielle est une relation entre une ou plusieurs fonctions inconnues et leurs dérivées. Les équations différentielles sont utilisées pour construire des modèles mathématiques de phénomènes physiques ou biologiques par ex. MATLAB est à la fois un langage de programmation et un environnement de développement utilisé pour le calcul numérique.