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dc.contributor.advisor1Santos, Rodrigo Weber dos-
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/6653435398940498pt_BR
dc.contributor.advisor-co1Alvarez-Lacalle, Enric-
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.advisor-co2Muñoz, Sergio Alonso-
dc.contributor.advisor-co2Latteshttp://lattes.cnpq.brpt_BR
dc.contributor.referee1Rocha, Bernardo Martins-
dc.contributor.referee1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9127577198387019pt_BR
dc.contributor.referee2Lobosco, Marcelo-
dc.contributor.referee2Latteshttp://lattes.cnpq.br/9374460427113373pt_BR
dc.contributor.referee3Domínguez, Blas Echebarria-
dc.contributor.referee3Latteshttp://buscatextual.cnpq.br/pt_BR
dc.contributor.referee4Campos, Fernando Otaviano-
dc.contributor.referee4Latteshttp://lattes.cnpq.br/3419515003161122pt_BR
dc.creatorNovaes, Gustavo Montes-
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5187507798447022pt_BR
dc.date.accessioned2023-12-13T14:14:46Z-
dc.date.available2023-12-12-
dc.date.available2023-12-13T14:14:46Z-
dc.date.issued2023-09-11-
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufjf.br/jspui/handle/ufjf/16323-
dc.description.abstractA critical component for the cardiac cells to perform its primary function, the shortening of the cardiac organ, is regulating the intracellular calcium concentration. The calcium ion is the key element in the cardiac cells’ contractility, and its intracellular dynamics involve several physical and chemical activities. The whole process is named the Calcium-Induced Calcium Release (CICR) process. The activities composing the CICR process are of high-order complexity and involve spatial and temporal multiscale phenomena. In this way, a computational model capable of reproducing this crucial process for the correct cardiac function in these scales might contribute to understanding the relation between the micro scale activities and the effects they cause on a whole organ behavior. So, this thesis proposes a novel spatial-temporal computational model for the human left ventricle myocyte capable of reproducing the stochasticity present in the micro scale nature of the cell and determining the effects of these local phenomena in the macro scale cellular behavior. The development of this multiscale model was based on a well-accepted cellular model. This base model was modified by incorporating random variables in its formulation. It enabled the updated version of the model to replicate phenomena occurring at a subcellular level, such as the stochastic behavior of ionic channels and spontaneous calcium sparks. Besides, the multiscale feature was implemented by introducing two parameters in the CICR formulations that allow the usage of the model to reproduce the outputs in both subcellular and cellular scales. The proposed model presented satisfactory results; simulated under the micro scale condition, the model were capable of reproducing the spontaneous calcium sparks while that, under a macro scale viewing, it reproduced the deterministic expected outputs. Furthermore, this new proposition might enable further studies in understanding heart pathologies and their association with the subcellular structure.pt_BR
dc.description.resumoUm componente crítico para que as células cardíacas desempenhem sua função primária, contração do órgão cardíaco, é a regulação da concentração intracelular de cálcio. O íon cálcio é o elemento chave na contratilidade das células cardíacas e sua dinâmica intracelular envolve diversas atividades físico-química. Todo o processo é denominado processo de Liberação de Cálcio Induzida por Cálcio (Calcium Induced Calcium Release - CICR). As atividades que compõem o processo CICR são de alta complexidade e envolvem fenômenos espaciais e temporais em multiescala. Dessa forma, um modelo computacional capaz de reproduzir esse processo crucial para o correto funcionamento do coração nessas diferentes escalas poderá contribuir para a compreensão da relação entre as atividades em microescala e os efeitos que elas causam no comportamento de todo o órgão. Assim, esta tese propõe um novo modelo computacional espaço-temporal para o miócito do ventrículo esquerdo humano capaz de reproduzir a estocasticidade presente na natureza microescala da célula e determinar os efeitos desses fenômenos locais no comportamento celular em macroescala. O desenvolvimento deste modelo multiescala foi baseado em um modelo celular consolidado. Este modelo base foi modificado incorporando Variáveis Aleatórias em sua formulação. Isso permitiu que a versão atualizada do modelo replicasse fenômenos que ocorrem em nível subcelular, como o comportamento estocástico de canais iônicos e liberações espontâneas de cálcio. Além disso, a característica multiescala do modelo foi implementada através da introdução de dois parâmetros nas formulações do CICR que permitem a utilização do modelo para reproduzir os resultados em escalas subcelulares e celulares. O modelo proposto apresentou resultados satisfatórios; simulados sob a condição de microescala, o modelo foi capaz de reproduzir as liberações espontâneas de cálcio enquanto que, sob uma visão de macroescala, reproduziu também os resultados determinísticos esperados. Além disso, este novo modelo poderá possibilitar novos estudos na compreensão de patologias cardíacas e sua associação com as estruturas subcelulares.pt_BR
dc.description.sponsorshipCAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superiorpt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Juiz de Fora (UFJF)pt_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.departmentICE – Instituto de Ciências Exataspt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação em Modelagem Computacionalpt_BR
dc.publisher.initialsUFJFpt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectModelagem cardíacapt_BR
dc.subjectDinâmica de cálciopt_BR
dc.subjectMultiescalapt_BR
dc.subjectCardiac modelingpt_BR
dc.subjectCalcium dynamicspt_BR
dc.subjectMultiscalept_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRApt_BR
dc.titleMultiscale modelling for the calcium dynamics in cardiac electrophysiologypt_BR
dc.typeTesept_BR
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