Competitive bidirectional pathways of vascular tone regulation via arachidonic acid metabolites

Предпосылки и цели: Процессы, происходящие в каждом элементе нейроглиоваскулярной единицы, будут иметь последствия для всей структурной единицы. Астроциты продуцируют арахидоновую кислоту, и её метаболиты играют ключевую роль в нейроглиоваскулярной динамике благодаря возможности двунаправленного контроля, в частности EETs и $PGE_2$ оказывают сосудорасширяющее действие, а 20-HETE действует как вазоконстриктор. Для учёта влияние метаболитов арахидоновой кислоты на радиус кровеносных сосудов разработана минималистическая модель нейроглиоваскулярной единицы, определяющая кровоток и активность элементов. Материалы и методы: Для проверки модели используются два сценария ее поведения, включая внешнее воздействие, приводящее к увеличению нейронального калия, и внешнее воздействие на EETs. Результаты: Предложена новая математическая модель нейроглиоваскулярной единицы, включающая в себя уравнения, описывающие $IP_3$-зависимую кальциевую динамику в астроците, нейронную активность, васкулярную динамику с учётом синтеза арахидоновой кислоты и её производных. Проведена численная проверка работоспособности модели, показавшая, что она успешно воспроизводит известные пути регуляции активности элементов нейроглиоваскулярной единицы, связанные с влиянием метаболитов арахидоновой кислоты на тонус сосудов и опосредованно на синаптическую активность. Модель может быть использована для дальнейших теоретических исследований функционирования нервной ткани головного мозга и, в частности, механизмов перфузии.