Создана и реализована, в виде компьютерной программы, математическая модель движения популяции клеток. Показано, что широко принятое в литературе деление нейтрофилов на медленные, средние и быстрые следует считать условным. Экспериментальные измерения скоростей нейтрофилов в популяции распределены непрерывно. Модель подвергает сомнению широко принятое мнение о существовании памяти нейтрофилов. Экспериментальные данные хорошо описываются в рамках марковской модели. Наблюдаемое в эксперименте закономерное возвращение некоторых нейтрофилов к начальной точке связано только с недостатком статистики для измерения среднеквадратичного отклонения на больших временах.

Содержание

Аннотация _ 1

Введение 3

Физиология нейтрофилов _ 5

Общая характеристика 5

Рецепторы в плазматической мембране _ 8

Механизмы активации нейтрофилов 9

Подвижность нейтрофилов _ 13

Методы исследования подвижности нейтрофилов _ 17

Алгоритм работы модели клетки 22

Вычисление координат клетки _ 24

Генерация случайных чисел с заданным распределением (Монте-Карло)_ 25

Программная реализация алгоритма _ 28

Процедура редактирования распределений _ 31

Измерение среднеквадратичного отклонения _ 33

Результаты исследования _ 34

Измерение пройденного пути _ 36

Исследование зависимости среднеквадратичного отклонения от времени наблюдения 43

Заключение 49

Выводы 52

Список литературы 53

Приложение _ 55

Текст программы математического моделирования случайного блуждания популяции нейтровилов 55

Введение

В настоящее время подвижность нейтрофилов рассматривается, как очень важный показатель физиологического состояния лейкоцитов в борьбе с инфекцией. С нарушением подвижности нейтрофилов связывают многие заболевания. Поэтому изучение механизма движения представляет актуальную задачу современной медицины. На сегодняшний день накоплен достаточно большой материал, который позволяет выстраивать гипотезу относительно движения нейтрофилов. Однако эти гипотезы трудно проверить экспериментально потому, что эти методы основаны на покадровой съемке с фиксированным временным интервалом. Простое визуальное наблюдение не позволяет накопить достоверный материал, поэтому приходится прибегать к математическому моделированию.

Модель показывает, какое большое значение в оценки двигательной активности нейтрофила имеет выбор величины межкадрового интервала.

В наших экспериментах, для оценки внешнего движения (перемещение сравнимое с диаметром клетки) был выбран одноминутный межкадровый интервал, а для оценки движения, связанного с изменениями площади клетки, был выбран двухсекундный интервал.

Задачей дипломной работы было создание математической модели движения популяции клеток. Эта модель должна имитировать процесс движения клеток, процесс измерений основных характеристик движения. А полученные на модели результаты должны сравниваться с соответствующими экспериментальными данными, полученные в институте хирургии им А. В. Вишневского.

Физиология нейтрофилов

Общая характеристика