Рецептор к инозитол-1,4,5-трифосфату (IP₃-рецептор) играет важную роль в кальциевой сигнализации клеток. При математическом моделировании преимущественно рассматривается IP₃-рецептор 2 типа, а модель IP₃ -рецептора 3 типа, учитывающая динамические свойства данного канала, не предложена. Целью настоящей работы является разработка математической модели IP₃-рецептора 3 типа, учитывающей нелинейный характер зависимости активности рецептора от концентрации кальция и IP₃ в цитозоле.

В работе предлагается система из шести независимых обыкновенных дифференциальных уравнений для описания развития кальциевого ответа на вызванную изменением концентрации IP₃ активацию в системе с IP₃ -рецептором 3 типа и кальциевой АТФазой SERCA2b. Параметры модели подбирались автоматически по ранее опубликованным экспериментальным данным.

В результате исследования показано, что в системе IP₃R3-SERCA2b не наблюдается осцилляций в широком диапазоне параметров. Наиболее часто возникающим режимом функционирования системы является ответ «все-или-ничего», при котором в зависимости от концентрации IP₃ либо не наблюдается мобилизации кальция, либо происходит полное опустошение кальциевых депо.

Таким образом, мы заключаем, что в условиях простейшей модели IP₃R3 не демонстрирует способности к поддержанию кальциевых осцилляций, что согласуется с его предполагаемой ролью основного кальциевого канала сайтов контакта митохондрий с эндоплазматическим ретикулумом.

Известно, что при COVID-19 избыточная свёртываемость крови и иногда тромбоцитопения, могут быть характерными для тяжёлого течения заболевания. При этом роль тромбоцитов в патогенезе COVID-19 весьма противоречива. В рамках настоящего исследования нашей задачей было определение степени гиперактивации тромбоцитов пациентов с COVID-19. В исследовании была использована проточная цитометрия цельной крови, окрашенной аннексином-V и лактадгерином («PS + тромбоциты»). Также была разработана стохастическая математическая модель производства и потребления тромбоцитов. Экспериментально было показано, что процент PS + тромбоцитов у пациентов с COVID-19 был в два раза выше, чем у здоровых доноров. При это была получена статистически значимая корреляция между количеством PS+ тромбоцитов и процентом повреждения легких у пациентов. Не было обнаружено никакой связи между гибелью тромбоцитов и терапией пациентов в стационарах. Доля PS+ тромбоцитов была повышена только у пациентов с хроническими заболеваниями лёгких. Хотя у пациентов не наблюдалось выраженных тромбоцитопений, наблюдаемое увеличение размера тромбоцитов (параметр FSC-A в проточной цитометрии) может указывать на то, что возраст тромбоцитов у пациентов был снижен. Разработанная компьютерная модель производства-утилизации тромбоцитов подтверждает возможность интенсивного потребления тромбоцитов без значимых изменений их количества. Таким образом, можно заключить, что наблюдаемая гиперактивация тромбоцитов при COVID-19 может быть вызвана активацией тромбоцитов в кровотоке, что приводит к их потреблению, но не вызывает значительную тромбоцитопению.