Glucose vs Lactate Neurones vs astrocytes Yvan Vuille et Johan Schürch Superviseurs: Prof. Luc Pellerin et Aitana Morton de Lachapelle
Buts Déterminer si le transport du glucose est limitant pour son utilisation Caractériser les phénotypes métaboliques « astrocyte » et « neurone » Démontrer si le transport du lactate est limitant pour son utilisation
NEURONASTROCYTE CAPILLARY Glucose Glutamine Glutamate Glycolysis Lactate Pyruvate ATP Glutamine Glutamate Glutamate Lactate Pyruvate Glycolysis Glucose transporter GLUT-1 in capillaries and in astrocytes GLUT-3 in neurons Monocarboxylate transporter MCT1 in astrocytes MCT2 in neurons Glutamine transporter SN-1 System N transporter 1 in astrocytes SAT Sodium-dependentaminoacid transporter in neurons Glutamate transporter EAAT (excitatoryaminoacidtrasporter) in astrocytes ATP Cycle énergétique neurone astrocyte
Ordinary differential equation (ODE) Exemple: P(t)=S 0 /α + (P 0 - S 0 /α)e (-αt) dP/dt = S 0 -αP Conditions initiales: P 0 =P(t=0) Équilibre: dP/dt=0 P=S 0 /α
Méthode de résolution: Analytique VS Numérique
Michaelis-Menten: Réversible-irréversible k 1 k 2 k 3 Se + T ↔ SeT ↔ SiT ↔ Si + T k -1 k -2 k -3 k 1 k 3 E + S ↔ ES → P + E k 2 Vt=((Vmax i *(Se/ke))-Vmax o *(Si/ki)))/(1+(Si/ki)+(Si/ke) Vm =(Vmax*S)/(Km+S) Partie réversible dS/dt = -k1*E*S + k2*ES Partie irréversible: dP/dt=[ES]k 3
Résultats Transport: Vt=((VmaxiT*(Ge/keT))- (VmaxoT*(Gi/kiT)))./(1+(Gi/kiT)+(Ge/keT)) Métabolisme: v =(VmaxM.*Gi)./(KmM+Gi) Introduction des différents scénario dans Matlab Résultats graphiques
Résultat de la simulation Repris de: Why glucose transport in the brain matters for PET, L. Felipe Barros, Omar H. Porras and Carla X. Bittner, TRENDS in Neurosciences Vol.28 No.3 March 2005
Transport du lactate Ecriture des équations Vt=((Vmax i *(Se/ke))- Vmax o *(Si/ki)))/(1+(Si/ki)+(Si/ke) …
La modélisation Utilité de la modélisation avant et après manipulations expérimentales Modélisation Mesures, manipulations et Hypothèses Vérifications expérimentales Modélisation
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