Математическая модель для описания регуляции противовирусного иммунного ответа с учетом функциональных нарушений в организме человека

Файл статьи: 
УДК: 
51-76
Авторы: 

П.В. Трусов1, 2, Н.В. Зайцева1, В.М. Чигвинцев1, 2, Д.В. Ланин1, 3

Организация: 

1Федеральный научный центр медико-профилактических технологий управления рисками здоровью населения, Россия, 614045, г. Пермь, ул. Монастырская, 82
2Пермский национальный исследовательский политехнический университет, Россия, 614990, г. Пермь, ул. Комсомольский проспект, 29
3Пермский государственный национальный исследовательский университет, Россия, 614990, г. Пермь, ул. Букирева, 15

Аннотация: 

Создана математическая модель регуляции противовирусного иммунного ответа с учетом функциональных нарушений адаптивных (нейроэндокринной и иммунной) систем, вызванных химическими факторами различного генеза. Анализ иммунного ответа проведен с учетом видов иммунитета (врожденный и приобретенный), для характеристики которых выбраны некоторые количественные параметры: врожденный иммунитет – интерферон и NK-клетки; приобретенный – вирусспецифические цитотоксические Т-клетки и антителообразующие В-лимфоциты. Регуляторные механизмы, учитываемые в модели, охватывают влияние гормонов оси гипоталамус – гипофиз – надпочечники (кортиколиберин, адренокортикотропный гормон, кортизол) и продуцируемых различными регулятор- ными клетками иммунной системы цитокинов (интерлейкины-1 и -2). Представленная модель учитывает пространственную организацию инфекционных и иммунных процессов в различных органах и тканях с помощью введения времен запаздывания взаимодействия компонент. Модель включает систему 18 обыкновенных дифференциальных уравнений с запаздывающим аргументом, параметры которой характеризуют скорости различных процессов, влияющих на динамику развития инфекции. Параметры идентифицированы на основании опубликованных экспериментальных данных, описывающих процесс инфицирования организма вирусом. Реализован расчет динамики показателей иммунной и нейроэндокринной систем при вирусной инфекции с учетом нарушения синтетической функции костного мозга. Модель разработана в рамках концепции многоуровневой модели организма человека, учитывающей взаимодействия между системами и функциональное состояние включенных в рассмотрение органов в условиях воздействия на них неблаго- приятных факторов различного генеза. Проведенное исследование дает качественное представление о биологических факторах, объясняющих кинетику возбудителя при вирусной инфекции в условиях воздействия факторов различного генеза и может быть использовано для уточнения параметров существующих популяционных моделей распростране- ния и течения инфекций различного генеза и построения долгосрочного прогноза эпидемиологической ситуации, необ- ходимого для проведения анализа риска инфекционных заболеваний, в том числе при воздействии на организм человека неблагоприятных факторов среды обитания.

Ключевые слова: 
математическая модель, динамическая система, вирусное заболевание, врожденный имму- нитет, приобретенный иммунитет, нейроэндокринная регуляция
Математическая модель для описания регуляции противовирусного иммунного ответа с учетом функциональных нарушений в организме человека / П.В. Трусов, Н.В. Зайцева, В.М. Чигвинцев, Д.В. Ланин // Анализ риска здоровью. – 2017. – № 4. – С. 117–128. DOI: 10.21668/health.risk/2017.4.13
Получена: 
18.08.2017
Принята: 
20.12.2017
Опубликована: 
30.12.2017

Вы здесь