Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Владимиров Ю.А. -> "Биофизика " -> 30

Биофизика - Владимиров Ю.А.

Владимиров Ю.А., Рощупкин Д.И., Потапенко А.Я., Деев А.И. Биофизика — Медицина, 1983. — 273 c.
Скачать (прямая ссылка): biofizika1983.djv
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 95 >> Следующая

определенных доз цианата.
Разработка метода лечения серповидноклеточной анемии доказала реальную
пользу молекулярного подхода к решению медицинских проблем.
Глава 4
МОДЕЛИРОВАНИЕ БИОФИЗИЧЕСКИХ
ПРОЦЕССОВ
4.1. ОСНОВНЫЕ ВИДЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Живой организм представляет собой слишком сложную систему, чтобы его
можно было рассматривать сразу во всех подробностях; поэтому
исследователь всегда выбирает упрощенную точку зрения, подходящую для
решения конкретно поставленной задачи. Это сознательное упрощение
реальных биосистем и лежит в основе метода моделирования. Модель -это
условный образ реального объекта, конструируемый исследователем так,
чтобы отобразить характеристики объекта (свойства, взаимосвязи,
структурные и функциональные параметры и т. д.), существенные для целей
исследования. Таким образом, выбор модели определяется целями
исследования.
Модели, используемые в медицине и биологии, обычно делят на три
категории:
1. Биологические предметные модели, на которых изучаются общие
биологические закономерности, патологические процессы, действие различных
препаратов, методы лечения и т. д. К этому классу моделей могут быть
отнесены лабораторные животные, изолированные органы, культуры клеток,
суспензии органелл, фосфолипидные мембраны и т. д.
2. Физические (аналоговые) модели, т. е. физические системы, обладающие
аналогичным с моделируемым объектом поведением. Например, деформации,
возникающие в кости при различных нагрузках, могут быть изучены
88
на специально изготовленном макете кости. Движение крови по крупным
сосудам моделируется цепочкой сопротивлений, емкостей и индуктивностей
(см. рис. 97). К физическим моделям можно также отнести технические
устройства, временно или постоянно заменяющие органы и системы живого
организма: аппараты искусственного
дыхания (модель легких), искусственного кровообращения (модель сердца),
кардиостимуляторы и т. д.
3. Математические модели представляют собой системы математических
выражений -формул, функций, уравнений и т. д., описывающих те или иные
свойства изучаемого объекта, явления, процесса. При создании
математической модели используют физические закономерности, выявленные
при экспериментальном изучении объекта моделирования. Так, математические
модели электрических явлений в органах, например описание формы
электрограмм, основаны на законах электродинамики, а модели
кровообращения - на законах гидродинамики. В последнее время благодаря
использованию ЭВМ резко расширились возможности получения количественных
ответов методом математического моделирования, и стало возможным изучать
этим методом гораздо более сложные системы. Это привело к значительному
повышению научного и практического значения математического
моделирования.-
Математическое моделирование как метод исследования обладает рядом
несомненных достоинств.
Во-первых, сам метод изложения количественных закономерностей
математическим языком, т. е. языком графиков и формул, точен и экономен.
Во-вторых, проверка гипотез, сформулированных на основе опытных данных,
может быть осуществлена путем испытания математической модели, созданной
на основе этой гипотезы. Результаты такого исследования либо дают
добавочные подтверждения гипотез, либо приводят к необходимости их
уточнения или даже пересмотра.
Наконец математическая модель позволяет судить о поведении таких систем и
в таких условиях, которые трудно создать в эксперименте или в клинике,
изучать работу' исследуемой системы целиком или работу любой ее отдельной
части.
Практическая ценность метода математического моделирования заключается в
следующем:
1) правильно составленная и всесторонне использованная математическая
модель позволяет уменьшить время
89
исследования биосистем, сократить количество животных, необходимых для
такого исследования, и число опытов;
2) математическая модель облегчает решение задач прогнозирования хода
и результатов экспериментов, течение болезней, эффектов лечебных
воздействии. Такое прогнозирование позволяет подобрать оптимальные
варианты лечения, в частности применения лекарственных препаратов.
4.2. ФАРМАКОКИНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ
Рассмотрим основные этапы математического моделирования на примере так
называемой фармакокинетической модели, описывающей кинетику распределения
введенных в организм препаратов (лекарств, индикаторов). Терапевтический
эффект препарата зависит от его концентрации с в больном органе (назовем
его мишенью) и времени нахождения лекарства в действующей концентрации.
Задачей врача является оптимальное назначение лекарства, т. е. выбор
дозы, пути и периодичности введения, которое обеспечивало бы достаточный
терапевтический эффект при минимальном побочном действии. Это и является
конечной целью моделирования в данном случае. Формулировка цели является
первым этапом моделирования.
На втором этапе моделирования формулируется научная проблема и на
основании известных данных строится упрощенная схема реального процесса.
Предыдущая << 1 .. 24 25 26 27 28 29 < 30 > 31 32 33 34 35 36 .. 95 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed