Математическое моделирование свертывания крови в гомогенных и реакционно-диффузных in vitro системах

• Автор: Пантелеев, Михаил Александрович
• Шифр специальности: 03.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 113 с. : ил.

Содержание
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ.

1.1 Современные представления о системе свертывания крови.

1.1.1 Структура и функционирование системы гемостаза человека.

1.1.2 Тромбоципюрнос звено гемостаза

1.1.3 Плазменное звено гемостаза.

1.1.4 Роль сосудистой стенки в гемостазе.

1.2 Экспериментальные модели свертывания крови.

1.3 Математические модели свертывания крови

1.3.1 Качественные и феноменологические модели.

1.3.2 Количественные и механизменные модели
1.3.3 Учет диффузии и кровотока в моделях свертывания
1.4 Постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ.
2.1 Подходы, использованные для описания ферментативных реакций
2.1.1 Общая структура модели.
2.1.2 Кинетика многосубстратных реакций с избытком фермента над субстратом
2.1.3 Математическое описание взаимодействия факторов свертывания с мембранами тромбоцитов
2.1.4 Вывод граничных условий для факторов, взаимодействующих с поверхностью
2.2 Численный метод и его программная реализация.
2.3 Расчет коэффициентов корреляции и контроля.
2.5 Экспериментальные методы и материалы исследования
2.5.1 Материалы
2.5.2 Эксперименты по связыванию факторов свертывания с фосфолипидными везикулами.
2.5.3 Эксперименты по активации фактора X
ГЛАВА 3. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ.
3.1 Построение моделей отдельных реакций системы свертываешя.
3.1.1 Ингибирование внешней теназы ингибитором пути тканевого фактора
3.1.2 Активация фактора X внутренней теназой.
3.2 Построение математической модели системы свертывания крови.
3.2.1 Допущения и условия применимости гомогенной модели.
3.2.2 Допущения и условия применимости пространственной модели.
3.2.3 Построение модели и сравнение с экспериментом.1.
ГЛАВА 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМА ДЕЙСТВИЯ ВНУТРЕННЕЙ ТЕНАЗЫ
4.1 Связывание факторов VIII, УШа, 1Хл и X с фосфолипидными везикулами
4.2 Роль комплекса УШлХ в активации фактора X внутренней теназой
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ МОДЕЛИ.
5.1 Сравнительное исследование чувствительности генерации тромбина к изменениям в системе свертывания.
5.2 Анализ пороговых свойств системы свертывания.
5.3 Анализ механизма терапевгического действия препарата vV.
5.4 Сравнительный анализ вкладов внутреннего и внешнего пути свертывания в пространственную динамику формирования фибринового сгустка.
5.5 Исследование эффекта тромбомодулина на остановку роста фибринового сгустка
ГЛАВА 6. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


В результате на месте повреждения образуется сравнительно рыхлая тромбоцитарная пробка, предотвращающая потерю клеток крови, но не плазмы. Характерное время срабатывания этих систем составляет несколько минут. На фоне этих событий развивается плазменное свертывание, активирующееся при контакте крови с клетками, лежащими под эндотелием. Его время срабатывания имеет порядок десятков минут 4,5, и его работа приводит к образованию плотного фибринового сгустка, полностью предотвращающего потерю крови. С течением времени вследствие сокращения волокон фибрина происходят дальнейшее уплотнение сгустка, ретракция, и лизис тромба 6. Все три компонента гемостаза тесно связаны между собой тромбоциты предоставляют мембраны для реакций свертывания 7,8, а ключевой фермент системы свертывания, тромбин, является мощным активатором тромбоцитов 9 и регулятором фибринолиза . Ниже процессы тромбоцитарного, плазменного и сосудистого свертывания рассмотрены подробнее по отдельности. Тромбоциты представляют собой безъядерные клетки крови, присутствующие в ней в концентрации 00 тысяч в микролитре и являющиеся первой защитой организма при повреждении сосуда I. Активация тромбоцитов является сложным процессом, в котором участвуют многочисленные вещества, роль которых не вполне ясна 2,3,6,7,9. Контакт тромбоцитов с рядом физиологических веществ, включая АДФ, тромбин, коллаген, тромбоксан А2, вазопрессин, эпинефрин, адреналин, а также их механическое повреждение, активация комплемента, воздействие кальциевым ионофором приводят к драматическим изменениям в клетке II. Активаторы тромбоцитов различаются по силе. Так, среди физиологических активаторов только тромбин и коллаген могут вызвать прокоагулянтные изменения в мембране тромбоцита. В мембранах тромбоцитов присутствуют специфические рецепторы к активаторам, связывание с которыми запускает цепь реакций, приводящую к резкому увеличению внутриклеточной концентрации кальция 7,. Кальций является внутриклеточным сигналом для активации, причем амплитуда концентрации кальция, повидимому, определяет величину ответа тромбоцита. Хотя разнообразие активаторов тромбоцитов и их сложные взаимодействия не до конца понятны, существующие данные позволяют построить следующую примерную картину событий при повреждении сосуда 5,6,,. Основными первоначальными активаторами тромбоцитов являются АДФ и коллаген, первый выделяется при разрушении клеток, а второй обнажается изпод эндотелия. АДФ является сравнительно слабым активатором и даже не может вызвать все виды секреции тромбоцита. Тем не менее, АДФ обеспечивает активацию тромбоцитов в потоке, их адгезию к коллагену и агрегацию. Эго приводит к формированию первичного тромбоцитарного тромба. Коллаген, а затем и тромбин, который вырабатывается плазменной системой свертывания, полностью активируют тромбоциты. Те, в свою очередь, сскретируют АДФ и тромбоксан А2, вовлекая в процесс активации вес новые тромбоциты. Кроме того, коллаген и тромбин вызывают изменения в клеточной мембране, приводящие к связыванию факторов и ускорению реакций свертывания. Прочие активаторы тромбоцитов, такие как адреналин или эпинефрин, никогда не присутствуют в организме в количествах, способных вызвать активацию. Скорее всего, их роль заключается в базовой регуляции чувствительности гемостаза путем изменения порога активации тромбоцитов сильными активаторами 2. Существуют два основных механизма воздействия тромбоцитов на систему свертывания экспозиция прокоагуляитной поверхности и секреция. В норме, тромбоциты поддерживают неравновесное распределение фосфолипидов в своей мембране фосфатидилсерии и фосфатидилэтаноламин практически полностью сосредоточены на внутренней стороне мембраны . Это происходит за счет работы фермента аминофосфолипидной транслоказы. При активации сильным активатором включается кальцийзависимый фермент скрамблаза, который быстро и неспецифично перебрасывает фосфолипиды с одной стороны мембраны на другую, за короткий промежуток времени приводя к потере асимметрии мембраны .