Odeljenje za mehaniku, 2. novembar 2016.

• 31. Oktobar,  2016
• Komentari (0)

Naredni sastanak Seminara biće održan u sredu, 2. novembra 2016. u sali 301f Matematičkog instituta SANU sa početkom u 18 časova.

Predavač: Anđelka Hedrih, Matematički Institut SANU

Naslov predavanja: MULTIDISCIPLINARNI PRISTUP U MODELOVANjU OSCILATORNOG PONAŠANjA ZONA-E PELUCIDA-E MIŠA PRE I POSLE OPLODNjE

Apstrakt: Zona pelucida (ZP) predstavlja acelularni omotač jajne ćelije sisara nalik iregularnoj trodimenzionalnoj, višeslojnoj mreži, koji ima veoma važnu ulogu u oogenezi, oplodnji i preimpalntacionom periodu. To je poslednja struktura kroz koju spermatozoid treba da prođe u procesu oplodnje. Iako, postoji puno podataka u literaturi o biohemijskim promenama, koje se dešavaju tokom procesa oplodnje, mnogi detalji vezani za sam dinamički proces ostaju nerasvetljeni.

Osnovna ideja je da se proces oplodnje može posmatrati kao oscilatorni fenomen i shodno tome, korišćenjem znanja iz teorije oscilacija, analitičke mehanike i nelinearne dinamike primenjene na biološke sisteme, kao i metode diskretnog kontinuuma i matričnog računa postavljen je jednoslojni model oscilatorne sferne mreže ZP sa odgovarajućim kinetičkim parametrima, i aproksimacijama uz definisanje ograničenja primene modela.

Biće razmatrani različiti pristupi u analizi uticaja relevantnih parametara za proces oplodnje kao i oscilatorno ponašanje ZP nakon opodnje: jednoslojni i dvoslojni oscilatorni model ZP, kvazistatički aproksimativni model u vidu šuplje sfere za proučavanje potencijalno slabe tačke u modelu, višeparametarski viskoelastični model za proučavanje oscilatornog ponašanja ZP nakon oplodnje, kao i metod konačnih elemenata za proučavanje dinamike nelinearnog frikcionog kontakta jajne ćelije i spermatozooida u odnosu na ugao dejstva spermatozoida.

Jedan deo izlaganja biće posvećen rezultatima numeričke simulacije oscilatornog ponašanja čvornih molekula (odgovaraju ZP1 glikoproteinima) oscilatornog modela ZP na reprezentativnom segmentu modela u slobodnom i prinudnom režimu.

Numeričkom analizom određeni su uslovi pod kojima dolazi do rezonancije između režima oscilovanja ZP-e i spermatozoida koji impulsno dejstvuju na ZP mrežu. Biće prikazana uporedna analiza osicilatornog stanja ZP pre i posle oplodnje kroz analizu seta sopstvenih kružnih frekvencija i fenomena dinamičke apsorpcije. U numeričkoj simulaciji ispitivani su i kako ugao dejstva, raspored i broj spermatozoida sa efektivnim brzinama, koji ipulsno dejstvuju na ZP, utiču na oscilatorno ponašanje čvornih molekula u oscilatronom modelu ZP.

Na kvazistatičkom aproksimativnom modelu ZP u vidu šuplje sfere biće prikazana numerička analiza kako napon, dilatacija, zapreminska dilatacija i specifični deformacioni rad zavise od: rastojanja tačke u ZP od centra sfere, debljine ZP, odnosa unutrašnjeg i spoljašnjeg poluprečnika jajne ćelije, spoljnjeg pritiska-odnosno broja spermatozoida, koji dejstvuju na spoljašnju konturnu površinu. Primenom metoda necelih izvoda date su osnovne postavke dvoslojnog viskoelastičnog modela oscilatorne sferne mreže ZP.

Za predloženi oscilatorni model ZP predavač je dobio jednu od dve dodeljene nagrade za mlade naučnike na Evropskoj konferenciji iz nelinearnih oscilacija u Rimu 2011 (ENOC 2011) u organizaciji evropeskog društva za mehaniku (EuroMech).

Deo rezultata koji će biti prikazani izlagani su na Internacionalnoj konferenciji teorijske i primenjene mehanike, Peking, Kina 2012 i u Montrealu 2016 godine. (ICTAM 2012, 2016) u organizaciji Internacionalne unije Teorijske i primenjene mehanike (IUTAM), kao i na konferencijama u organizaciji Srpskog društva za mehaniku u Vrnjačkoj Banji (2013) i Aranđelovcu (2015).

Ključne reči: zona pelucida, oscilacije, model oscilatorne sferne mreže, diskretni kontinuum, spermatozoidi, frikcioni kontakt, metoda konačnih elemenata, napon, deformacija, sinhronizacija, Lisazuove krive.

---