Тезисы докладов

Кибернетика в физиологии

В работе рассмотрен подход к оценке величин параметров моделей иммунной системы на основе критерия эффективности ее функционирования. Обосновывается выбор энергетической цены как критерия эффективности функционирования иммунной системы.

Состояние организма во время инфекции описывается системой ОДУ, переменными которой являются концентрации патогена, плазматических клеток и антител, а также доля пораженной части органа. Состояние организма после выздоровления описывается уравнением для концентрации клеток памяти. Свойства патогена и отдельные характеристики работы иммунной системы задаются значениями параметров модели.

Используя данные об энергетической стоимости отдельных процессов, идущих во время инфекционной болезни, строится оценка величины энергетических расходов на работу иммунной системы, а также дополнительных, по сравнению с состоянием здоровья, расходов энергии организмом, связанных с нарушением гомеостаза (внутренней среды) и с восстановлением разрушенных патогеном клеток организма, в зависимости от решения модели.

Для того, чтобы изучить адаптацию (приспособление) системы противоинфекционной защиты организма к патогену в ряду поколений, строится модель распространения патогена в популяции организмов, обладающих индивидуальными значениями параметров модели иммунной системы, учитывающая динамику иммунной защиты в каждом индивиде. Свойства патогена постоянны. В модели учтены эффекты размножения организмов и наследования потомками значений параметров модели иммунной системы, близких к значениям параметров родителей. Адаптация иммунной системы организма к воздействию возбудителей болезней рассматривается как перераспределение энергетических затрат организма между процессами противоинфекционной защиты и размножения. Перераспределение происходит за счет изменения величин параметров модели иммунной системы индивидов. Организмы имеют внутренний запас энергии, который расходуется на размножение (создание потомков) и защиту от инфекций. Ресурс пополняется извне со скоростью, одинаковой для всех индивидов в популяции, в то время, как их расходы на противоинфекционную защиту разные. Организмы, которые тратят меньше энергии на противоинфекционную защиту, имеют возможность оставлять больше потомков и, вследствие этого, численность организмов, имеющих близкие значения параметров в следующих поколениях, увеличивается. Адаптация защитной системы организмов определяется преимущественным размножением индивидов, более эффективно и экономично защищающихся от циркулирующего в популяции патогена.

Исследуется динамика изменения средних по популяции значений параметров индивидуальных организмов и расходов энергии на различные компоненты противоинфекционной защиты с течением времени.

Построенная математическая модель позволяет лучше понять факторы, определяющие характер реагирования иммунной системы на различные патогены и условия внешней среды.

Примечание. Тезисы докладов публикуются в авторской редакции

Ваши комментарии

[Головная страница] [Конференции] [СО РАН]

© 2001, Сибирское отделение Российской академии наук, Новосибирск
© 2001, Объединенный институт информатики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт вычислительных технологий СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт систем информатики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт математики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт цитологии и генетики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Институт вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, Новосибирск
© 2001, Новосибирский государственный университет
Дата последней модификации 06-Jul-2012 (11:45:21)