Печать

IISSN 2410-7751 (Печатный вариант)
ISSN 2410-776X (электронная версия)

Ж-л "Biotechnologia Acta" Т. 14, № 4 , 2021
С. 38-52, библиогр. 84, англ.
УДК: 519.8.812.007
https://doi.org/10.15407.biotech14.04.038

МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ГИПОКСИЧЕСКИХ СОСТОЯНИЙ В СЕРДЕЧНОЙ МЫШЦЕ ПРИ ВИРУСНОМ ПОРАЖЕНИИ

Н. И. Аралова1, Е. М. Ключко2, В. И. Машкин1, И. В. Машкина3,
Paweł Radziejowski4, Maria Radziejowska4

1Институт кибернетики им. В. М. Глушкова НАН Украины, Киев
2Национальный авиационный университет, Киев, Украина
3Киевский университет имени Бориса Гринченко, Украина
4Czestochowa University of Technology, Poland

В связи с тем, что одним из основных осложнений при поражении организма вирусом SARSCоV-2 являются различные патологии сердечно сосудистой системы и, как следствие, вторичная тканевая гипоксия, актуальным является поиск средств для облегчения гипоксического состояния. Одним из направлений может быть математическое моделирование этого процесса с последующей имитацией развития гипоксического состояния и последующей коррекции гипоксии.

Цель. Построить математическую модель функциональной системы дыхания и кровообращения для имитации частичной окклюзии сосудов при поражении вирусной инфекцией и фармакологической коррекции возникшего гипоксического состояния.

Методы. Применялись методы математического моделирования и динамического программирования. Транспортировка и массообмен респираторных газов в организме, частичная окклюзия сосудов и введение антигипоксанта записывали системой обыкновенных нелинейных дифференциальных уравнений.

Результаты. Разработана математическая модель функциональной системы дыхания для имитации фармакологической коррекции гипоксического состояния, вызванного осложненным течением вирусной инфекции. Модель базируется на теории функциональных систем П.К.Анохина и предположении об основной функции системы дыхания. Предполагается взаимовлияние и взаимосвязь отдельных функциональных систем организма. Составными частями являются модели транспортировки и
массообмена респираторных газов в организме, самоорганизации системы дыхания и кровообращения, частичной окклюзии сосудов и транспортировки фармакологического препарата.

Выводы. Проведенная серия вычислительных экспериментов для организма среднестатистического человека показала возможности компенсации тканевой гипоксии с помощью фармакологического препарата с сосудорасширяющим действием и, при наличии массива индивидуальных данных, модель может оказаться полезной для выработки стратегии и тактики лечения конкретного больного.

Ключевые слова: функциональная дыхательная система; транспортировка и массообмен дыхательных газов; гипоксическое состояние; частичная окклюзия кровеносных сосудов.

© Институт биохимии им. А. В. Палладина НАН Украины, 2021